中國是世界上機械發展最早的國家之壹。中國古代在機械方面的發明很多，在動力的利用和機械結構的設計上都各有特色。南導車、地動儀、被子裏的香爐等很多專用機器的設計和應用都很獨特。
中國古代金屬冶煉鑄造技術發明較早，技術精湛。比如商周時期的青銅器古樸渾厚，春秋時期的青銅器纖細精致，形成了中國古代青銅器的獨特風格。中國發現的最早的青銅器，如甘肅東鄉馬家窯出土的銅刀，距今約4800年。
在中國，大約在40 ~ 50萬年前，出現了用於粗加工的刮刀、劈砍工具、三棱尖工具等原始工具。研磨技術出現於4 ~ 5萬年前。很多石器已經光滑鋒利，有單刃、雙刃、凸刃、凹刃、圓刃。
弓箭出現在28000年前的中國，是機械中最早的發明。公元前8000年至公元前2800年期間，出現了陶輪(制陶轉盤)；農業工具大約出現在公元前6000 ~ 5000年，除了石斧、石刀之外，還有石鋤、鐵鍬、石鐮、蚌類、骨鐮、骨頭等。石斧和石刀上的洞是用硬沙磨出來的。
夏朝前後，出現了無輻輪和各種有輻輪。殷商、西周時期就有相當精致的雙輪車。獨木舟、木筏等水上交通工具早就出現了。
在新石器時代晚期，人們已經能夠用石頭模型和泥土模型鑄造簡單的工具和武器。商殷時期，隨著手工業生產的發展和技術水平的提高，形成了燦爛的青銅文化。青銅冶煉和鑄造技術已經高度發展。青銅鑄造司母戊方鼎重875公斤，春秋時期的青銅鑄造曾侯乙尊盤已經非常精細。
春秋至魏晉時期(公元前770年-公元265年)是中國古代機械開始迅速發展的時期。在春秋時期，鐵和生鐵的冶煉和鑄造技術開始出現。黑心可鍛鑄鐵、白心可鍛鑄鐵、鍛鋼的出現，加速了青銅時代向鐵器時代的過渡。春秋中期以後，發明了失蠟鑄造法和低熔點合金鑄造焊接技術。戰國時期有疊鑄、錨鏈鑄等工藝。西漢中期開始冶煉灰鑄鐵，出現了壁厚3 ~ 5毫米的薄壁鑄鐵件。鑄鐵的熱處理技術也有所發展。
春秋時期出現了弩，控制射擊的弩機是壹種比較靈巧的機械裝置。到了漢代，弩機的加工精度和表面光潔度已經達到了相當高的水平。漢弩有八種規格，從壹石到十石不等。這些規範的形成，說明漢代已經初步建立了機械制造標準。工人、偽造者、磨工等的名字。都留在了弩機上。
戰國時期流傳的《考公基》是現存最早的手工業專著，記載了車輪的制造技術。對弓的彈性、箭的射速、飛行的穩定性進行了深入的探索。漢代有各種類型的戰船和大量的三層、四層船艙。有些船已經裝備了船尾舵和高效的推進工具。西漢時期，被子裏的香爐構造精巧。無論球形香爐如何滾動，其中心的半球形爐體始終保持水平。
陸路交通工具在不斷發展。1980出土的秦始皇陵青銅車馬代表了當時鑄造技術、金屬加工和組裝技術的水平。東漢以後，出現了鼓車和導車。鼓車上有壹套減速輪系，通過鼓鐲的聲音分段報裏程。三國馬軍造的指南車除了齒輪傳動，還有自動離合裝置，技術上優於記憶中的鼓車。自動離合裝置的發明表明傳動機構的輪系已經發展到相當程度。
東漢時期就有了不同形狀和用途的齒輪和齒輪系。有很多棘輪和人字齒輪。特別是天文儀器中，有比較精密的輪系。張衡利用漏水水壺的等時性做了壹個運水大象，利用漏水作為動力，通過齒輪系統使大象每天勻速旋轉壹次。公元132年，張衡創造了世界上第壹臺地動儀，即候診地動儀。
隨著漢代紡織技術和機械的發展，絲織機已經成為壹種相當復雜的紡織機械。三國時期，馬軍將50綜(成組提升經紗的綜)、50織機(胎面)和60綜、60織機改為50綜、12織機和60綜，提高了生產效率。馬軍還創造了壹種新型提水機翻轉，可以連續提水，效率高，非常省力。
漢代的農具鐵犁，有犁壁，可以翻土碎土。漢武帝時，趙國已經造出了鼎，壹天能種壹公頃地。這壹時期，大型銅鐵鑄件和大型機械結構相繼出現。五代滄州鐵獅子鑄重約40噸，宋代木結構水運儀臺高3.5尺，寬2.1尺。
唐朝末年，機械制造已經達到很高的水平。如Xi安出土的唐代銀盒，內孔與外圓同心度小，母子配合緊密，刀痕細密，說明當時的加工精度已上了壹個新臺階。
交通工具方面，人力和水力並用，技術進壹步發展。南朝祖沖之建造的所謂千裏船和南朝靖建造的160槳式快艇，都是靠人力推進的快船，南北朝時出現了車和船。唐代高力在車船的改進中起著承上啟下的作用。
水力機械也取得了新的進展。唐代有了平底船，從人工提水發展到液壓提水。在華南的盡頭，創造了先進的紡車。三軸五軸手搖紡車曾經是世界上比較先進的人力紡紗機。元代薛的《子仁遺》是著名木匠總結個人經驗的傑作，對當時盛行的紡織機械和車輛進行了詳細的描述，給世人留下了壹部著名的古代木制機械技術專著。
這壹時期，天文和計時儀器發展迅速。北宋的蘇頌和韓公廉制作了木制水運儀臺，可以用各種形式表達天體在時空中的運動。它是靠水驅動的，有擒縱機構。水運儀照相平臺代表了當時機械制造的高水平，是當時世界上先進的天文鐘。元代的滾柱軸承也是當時世界上先進的機械裝置。
明朝初年的造船業有了很大的發展。鄭和下西洋的船隊是當時世界上最大的船隊。鄭和寶船長約137米，帆長12米，舵長11米。它是古代最大的遠洋輪船。
當時的機械制造主要靠手工操作。大的就像命運之錨，先用手鍛造成四個爪子，再依次壹個壹個鍛造。小的，比如制針用的冷拉鋼絲，也是手工制作的。
明代有活塞風箱。它是宋元木扇的進壹步發展。風箱由活塞驅動，靠氣壓自動開閉閥門，已成為金屬冶煉和鑄造的有效吹氣設備。
到了明朝中期或者更早壹點的時候，木帆船已經可以逆風航行，具備了向四面八方航行的能力。揚州垂直帆風力發電機是在壹個八角形的木架上等距安裝八個縱向帆，繞壹個垂直軸旋轉，自動調節帆面角度。這是中國古代特有的木船帆的進壹步發展。長期以來，我國沿海地區壹直用它來推翻車，以提取海水制鹽。
機械技術的進步促進了學術研究。1627年，王政編輯出版了《遠西奇物圖錄》，介紹了西方機械工程的概況。來自西方的自鳴鐘和水矛也在壹定範圍內流傳。
從1634年到1637年，明代宋編撰出版了《天工開物》，記載了許多先進技術和科學創新。反映了當時農業和手工業的生產技術水平。記錄了大量關於機械制造和產品性能的信息。內容涉及泥鑄釜、失蠟鑄造、錢幣鑄造等鑄造工藝，還描述了千年錨、軟硬繡花針的制造方法，提花機等紡織機械、車船的性能和規格等。天工吳凱在17世紀被譽為中國的工藝百科全書。
清朝乾隆年間，宮內廳曾經制作了壹只大鐘，靠掛錘的重力驅動，並增加了精確報時機構。它制作精美，富有中國民族特色。中國明清時期的鐘表匠創造了許多新奇的鐘。當時，廣州、蘇州、南京、揚州成為制造鐘表的名城。