为确保这条生命线的畅通无阻，明廷专门设置了直属中央的京杭大运河地方管理机构漕运总督，不计成本地从政治、经济、军事等方面给以保障。
漕运总督全称为总督漕运兼提督军务巡抚凤阳等处兼管河道，始设于景泰2年，驻节于南直隶淮安府城，品级为从一品或正二品。
漕运总督下设中军、左营、右营、城守营、水师七营亲辖武装，以及专职漕粮运输的运军约12万人，拥有运船余只，海船350只。
另设置理漕参政、巡漕御史、郎中、监兑、理刑管洪、管造船主事、管闸主事等官员达270多人。
漕运总督还统领颍州兵备道、徐州兵备道、淮扬海防道、中都留守司、南直隶庐州卫、扬州卫、高邮卫、仪真卫、滁州卫、徐州卫、淮安卫、大河卫、邳州卫、沂州卫、泗州卫、寿州卫、宿州卫以及洪塘守御所、海州中守御所。
总督天下漕运事务是漕运总督的核心本职。漕运总督节制南直隶、浙江、江西、湖广、河南、山东六省漕粮，于每省设正四品督粮道负责漕运。
淮安俨然是一个行省，漕运总督不仅是一个专业官员，也是一方大吏，而淮安则是一个准省级城市。
漕运总督要像其他督抚那样，总理全省军政事务，包括督理钱粮、操练兵马、修理城池、抚安军民、禁革奸弊等事项。如有战事发生，可以选将调兵，组织备战。
漕运总督巡抚凤阳等处，包括淮安府、扬州府、凤阳府、庐州府，和州、滁州、徐州四府三州。凤阳府、庐州府、和州、滁州在安徽，庐州府即合肥，包括了长江以北整个淮河中下游地区。
凤阳是太祖朱元璋的老家，虽然开府淮安，却不称巡抚淮安而称巡抚凤阳。凤阳巡抚辖地虽然与南直隶交叉着，但他仍然要对他所辖范围内的事务负责。
漕运总督兼管河道，即兼管运河、黄河等河道的治理。
漕运总督不仅管理跨越数省长达1800公里的漕运事务，还要兼任凤阳巡抚，经常忙不过来，所以有时又单独另设凤阳巡抚。
漕运总督属于肥差，与绅粮大户、漕帮或青帮关系密切，内幕甚多。
崇祯时期，漕运总督又多了兼理海防。
南直隶海防很核心的一点即是围绕留都的安危展开，应天府为南直隶的心脏。驻太仓苏松、驻江阴常镇、徐州、扬州四个兵备道以及驻泰州的淮扬海防道为应天府的屏障。
镇江府的海防据点为南京门户，苏松两府海防据点是南京的屏障。常州府当长江入海口，扬州府的军营和守备比较密集。
在南京内外守备统率下，南京的军事力量基本集中在应天府，加上南京三大营和操江提督掌控的应天府附近水军武装力量，南京的防卫理论上固若金汤。
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