thumb|Barco de medidas Neopanamax atravesando las nuevas esclusas de Agua Clara en el lado Atlántico en el año 2019.
La ampliación del canal de Panamá representa la mayor obra de expansión desde la inauguración de esta vía interoceánica. La Autoridad del Canal de Panamá propuso un proyecto de construcción de un tercer juego de esclusas después de años de estudios. El presidente panameño Martín Torrijos presentó el plan el 24 de abril de 2006 y los ciudadanos panameños lo aprobaron en un referéndum nacional del 22 de octubre de 2006 con el 76,8% del voto.Panama to Vote on Canal Expansion Oct. 22, The Washington Post (en inglés) El canal ampliado entró en operación comercial el 26 de junio de 2016.
La dirección de la obra, destinada a doblar la capacidad del canal para permitir más tráfico, fue adjudicada a la empresa española Sacyr. La ampliación duplicó la capacidad del canal. El 2 de marzo de 2018, la Autoridad del Canal de Panamá anunció que 3.000 barcos Neopanamax habían cruzado la ampliación del canal durante sus primeros 20 meses de funcionamiento.
Proyecto thumb|Diagrama del canal de Panamá que muestra la secuencia de esclusas y de pasos que un buque pasa mientras transita el canal.
Se creó un flujo de tráfico naval adicional gracias al nuevo juego de esclusas. Los detalles del proyecto contienen los componentes siguientes: Construcción de dos complejos de esclusas nuevos, uno en el lado Atlántico y otro en el Pacífico, cada uno de ellos con tres cámaras, y con tinas adicionales para reciclaje de agua; Excavación de nuevos canales de acceso a las nuevas esclusas y ensanche de los canales de navegación existentes; Profundización de los canales de navegación y elevación del nivel de agua de operación del lago Gatún.Proposal for the Expansion of the Panama Canal by the Panama Canal Authority (en inglés)
Según lo estipulado por la Constitución Política de la República de Panamá, cualquier proyecto para ampliar el canal tiene que ser aprobado por el Consejo de Gabinete, por la Asamblea Nacional y por referéndum . El viernes 14 de julio de 2006, la Asamblea Nacional aprobó unánimemente el proyecto y también una ley que ordenó un referéndum nacional sobre la propuesta. El referéndum de la Ampliación del Canal de Panamá fue celebrado el 22 de octubre de 2006 con resultado de aprobación.Panama to Vote on Canal Expansion Oct. 22, The Washington Post
El Canal de Panamá Ampliado fue inaugurado el 26 de junio de 2016. El 2 de marzo de 2018 la Autoridad del Canal de Panamá (ACP) anunció que 3.000 barcos Neo-Panamax, demasiado grandes para transitar el canal antiguo, habían cruzado la ampliación durante sus primeros 20 meses de funcionamiento.
El canal de Panamá tiene una capacidad limitada, determinada por los ciclos de operación de las esclusas. La tendencia actual se dirige hacia un mayor tamaño de los barcos que lo transitan, demorándose más tiempo en la operación. La necesidad de constante mantenimiento periódico, debido a la edad del canal, obliga a cierres periódicos de alguna vía. Ante la creciente demanda generada por la globalización del comercio internacional, la Autoridad del Canal de Panamá estimó que la capacidad máxima sostenible del canal se sobrepasaría entre 2009 y 2012.Autoridad del Canal de Panamá. Proposal for the Expansion of the Panama Canal. Third Set of Locks Project. April 24, 2006. pp. 34-38
thumb|Comparación del tamaño de la cámara de las esclusas actuales con el de las nuevas cámaras de las esclusas planeadas.
Otro de los factores importantes es el tamaño de las esclusas, que restringen el tamaño máximo de los barcos que pueden transitar por el canal, denominados Panamax.
Las dimensiones de las esclusas del actual canal son de 320,04 m (1050 pies) de largo, 33.53 m (110 pies) de ancho, y 12.81 m (42 pies) de profundidad, aunque los tamaños de servicio reales son algo menores (por ejemplo, la longitud máxima utilizable de cada cámara de esclusa es de 304,8 m (1 000 pies).
La ampliación del canal permitirá el paso de los barcos NeoPanamax, las nuevas cámaras de las nuevas esclusas construidas, son más grandes y miden 426,72 m (1.400 pies) de largo, por 54,86 m (180 pies) de ancho, y 18,29 m (59 pies) de profundidad, con dos nuevas compuertas rodantes a cada lado de las cámaras que son las más grandes y pesadas del mundo. Las nuevas esclusas tienen capacidad para atender al 98% de la flota mundial de barcos. Destacando la flota portacontenedores con la capacidad de atender entre el 97 y 98% del total. Los pedidos Neopanamax, están en alza tras la apertura de las nuevas y enormes esclusas de tres niveles que permiten el paso entre los océanos Atlántico y Pacífico.
Desde 1930, todos los estudios de ampliación del canal establecieron que la alternativas más efectiva y eficiente para mejorar la capacidad del canal, es la construcción de un tercer juego de esclusas, con mayores dimensiones que las construidas en 1914. En 1939, los Estados Unidos iniciaron la construcción de esclusas adicionales, diseñadas para permitir el tránsito de buques comerciales y de guerra de dimensiones mayores que el tamaño de las esclusas existentes. En 1942, después de avanzar considerablemente las excavaciones, los estadounidenses suspendieron la ejecución del proyecto debido al comienzo de la Segunda Guerra Mundial.
miniatura|Nuevas esclusas de Agua Clara del Canal de Panamá (lado Atlántico). Los tres juegos de cuencas de ahorro de agua se muestran en la parte superior de las esclusas del canal.
En la década de los años ochenta del , una comisión tripartita formada por Panamá, Japón, y Estados Unidos, abordó el tema otra vez, y, como los estadounidenses en 1939, decidieron que un tercer juego de esclusas era la alternativa más apropiada para incrementar la capacidad del canal. Más tarde, estudios desarrollados por la Autoridad del Canal de Panamá (ACP) como parte de su Plan Maestro, con un horizonte hasta el año 2025, ratificaron que un tercer juego de esclusas, más grandes que las existentes, era lo más apropiado, lo más rentable para aumentar la capacidad del canal y permitir que la ruta marítima panameña continuara creciendo. Según la ACP, a través de su historia el canal continuamente ha transformado su estructura, y se ha adaptado a las necesidades del comercio internacional, y las tecnologías de transporte marítimo. De este modo, la vía interoceánica ha logrado incrementar su competitividad de manera sostenible.
El entonces presidente Martín Torrijos, en su discurso del 24 de abril de 2006, anunciando el proyecto dijo que "… para decirlo de manera gráfica, [el Canal] es como nuestro ‘petróleo’. Al igual que el petróleo que no ha sido extraído no vale nada, y que para extraerlo hay que invertir en infraestructura, el Canal requiere ampliar su capacidad para afrontar la creciente demanda de carga, y generar más riqueza para los panameños.
Volumen de carga thumb|Fila de espera de barcos en la bahía de Panamá, océano Pacífico, aguardando turno para entrar al canal de Panamá. thumb|Vista panorámica de los tres juegos de tinas de reutilización de agua de las exclusas de Agua Clara, año 2019.
Basándose en las proyecciones de la ACP, durante los próximos 20 años el volumen de carga que transitará por el Canal crecerá a un promedio del tres por ciento anual, duplicándose en tonelaje en el periodo que va del año 2005 al 2025. Acondicionar el Canal para permitir el paso de buques más grandes, lo hará más eficiente al permitir el tránsito de mayores volúmenes de carga, a coste relativamente inferior y con menor consumo de agua.
Históricamente, los segmentos de graneles secos y líquidos han generado la mayor parte de los ingresos. En carga a granel se incluyen productos secos, como granos (maíz, soja y trigo, entre otros), minerales, fertilizantes, carbón; y productos líquidos, tales como productos químicos, gas licuado, petróleo crudo y derivados del petróleo. Recientemente, el sector de carga en contenedores ha sustituido al segmento de carga seca a granel, como principal generador de ingresos, pasando a un segundo lugar. Por otra parte, el segmento de vehículos de transporte se ha convertido en el generador de ingresos en tercer lugar. Los análisis de la industria de envío realizado por la ACP y los expertos del sector indicaron que iba a ser beneficioso, tanto para el Canal como para sus usuarios, ampliarlo, debido a la demanda que se producirá por permitir el tránsito de mayores tonelajes.
La cuestión es si la tendencia que ofrece la ACP, se materializará en las proyecciones de demanda durante la próxima generación. El crecimiento en el uso de la vía panameña durante los últimos años, ha sido casi totalmente por el aumento de las importaciones de EE. UU. desde China, que pasan por el canal hasta los puertos del este de los EE. UU. y las costas del Golfo. Sin embargo, se reconoce, tanto en los Estados Unidos como en China, que este desequilibrio en el comercio no es sostenible y se reducirá, dando lugar a algún tipo de ajuste en los próximos años,Why the U.S. China Trade Imbalance is Unsustainable by About.com aunque es importante señalar que, cualquier desequilibrio no debe ser atribuido a las mercancías físicamente enviadas, sino que se ha de tener en cuenta la propiedad intelectual, y la actualización de la legislación china referente a su protección. Sin embargo, la ACP piensa que seguirá creciendo durante una generación, como lo ha hecho durante los últimos años. Uno de los principales valedores entre los críticos de dicha propuesta de ampliación es la del ex - administrador del canal Fernando Manfredo, que sostiene que es poco realista tratar de predecir las tendencias de uso del canal durante toda una generación, y también, que aún más improbable sería esperar que las importaciones EE. UU.-China sigan creciendo como lo han hecho en los últimos años, durante otra generación, por lo que resulta irresponsable apostar el futuro financiero de Panamá en esta proyección.
Competencia thumb|right|Tamaño máximo de los buques en el canal de Panamá, el canal de Suez y el estrecho de Malaca (en inglés)
La mayor competencia para la vía panameña son las rutas alternativas, las cuales presentan opciones para el transporte de carga entre los mismos puntos de origen y destino. Los principales competidores del Canal de Panamá son el sistema intermodal de Estados Unidos (el cual no es opción para la mayoría de transportistas en el mundo por el tiempo de recorrido debido al tamaño del país) y el Canal de Nicaragua, el cual es sólo un proyecto, y pese a los obstáculos e inconvenientes el gobierno de ese país lo busca sacar adelante, y más recientemente en los años 2020´s, debido a la falta de lluvias en el país, lo que ha originado un bajo nivel de agua que ha dificultado el paso de enormes embarcaciones por el canal, inversionistas de China han manifestado interés al gobierno de Colombia en construir un canal interoceánico sobre el Río Atrato en el departamento del Chocó, limítrofe con Panamá.