Чесменское сражение представляет собой ярчайший пример уничтожения неприятельского флота в расположении его базы. Победа русского флота над вдвое превосходящими силами противника была достигнута благодаря правильному выбору момента для нанесения решающего удара, внезапности атаки в ночное время и неожиданному для противника применению брандеров и зажигательных снарядов, хорошо организованному взаимодействию сил, а также высоким морально-боевым качествам личного состава и флотоводческому искусству адмирала Спиридова, который смело отказался от шаблонно-линейной тактики, господствовавшей в то время в западноевропейских флотах.
По инициативе адмирала были применены такие приемы боя, как сосредоточение всех сил флота против части сил противника и ведение боя на предельно короткой дистанции.
Победа русского флота в Чесменском сражении оказала большое влияние на дальнейший ход войны. Благодаря этой победе русский флот серьезно нарушил турецкие коммуникации в Архипелаге и установил эффективную блокаду Дарданелл.
В память о Чесменской победе была выбита медаль, которой награждались все участники сражения. Граф Орлов был награжден орденом Св. Георгия 1-й степени и получил почетное добавление к своей фамилии Чесменский; адмирал Спиридов получил высший орден Российской империи — Св. Андрея Первозванного; контр-адмирал Грейг был удостоен ордена Св. Георгия 2-й степени, давший ему право на потомственное русское дворянство. В честь этой победы в 1775 году в Гатчине был установлен Чесменский обелиск, а в 1778 году в Царском Селе — Чесменская колонна. В Петербурге в 1774—1777 годах был построен Чесменский дворец, а в 1777—1778 годах — Чесменская церковь. Имя «Чесма» в Российском флоте носили броненосец и линейный корабль. В честь лейтенанта Ильина были названы линейный крейсер и эсминец.