在十五世纪时，因为当时钟表武器等工业品的制作需要，出现了机床的雏形——螺纹车床和齿轮加工机床，还有炮筒镗床。当时，达芬奇也曾绘制了车床、镗床、螺纹加工机床和内圆磨床的结构草图，草图中表现出了曲柄、飞轮、顶尖和轴承等结构部分。另外我国明朝的《天工开物》中记载了磨穿的初期结构，并使用其研磨砂石和切割玉石。
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而到了工业革命时期由于需要更是引发了机床的发明与改进。可以说十八世纪的工业革命极大程度的推动了机床设备的发展。1774年，来自英国的威尔金森率先发明了炮筒镗床。此后的第二年，威尔金森又用这台炮筒镗床镗出了汽缸，这就满足了著名的瓦特蒸汽机的使用需求。而在当时为了镗制更大的汽缸，他又制造出了一台采用水轮驱动的汽缸镗床，这无疑促进了蒸汽机的发展。
工业技术发展的中心，从十九世纪起就悄悄从英国移向美国。而到了二十世纪初，为了加工精度更高的工件、夹具和螺纹加工工具，相继创制出坐标镗床和螺纹磨床。同时为了适应汽车和轴承等工业大量生产的需要，又研制出各种自动机床、仿形机床、组合机床和自动生产线。
时至今日，机床已经成为了现代工业制造中加工机械零件等不可缺少的一部分。包括切削加工、铸造、焊接、冲压、挤压等。由此可见，机床在国民经济现代化的建设中骑着重大作用。目前，发展出了车床、镗床、铣床、刨床、磨床、转床、数控机床、曲轴机床、锻压机床等类型应用于不同领域。
现代机床，无论从产品外观、使用寿命还是产品种类等方面都达到了相当高的水准，尤其是作为制造业行业的基础设备，机床无视无可不在在闲着自己在工业市场中的价值。
未来，集合互联网、大数据人工智能等高新技术的兴起，机床也将有更加智能化、便捷化的发展。包括集成了机电一体化仿真技术的虚拟机床；节能减排低负荷运载的绿色机床；融合高新技术手段的智能机床；极大展现独立自主性能的e-机床等都将成为未来机床行业的发展方向。以使用需求为行业发展导向，利用新兴技术手段实现传统行业的智能化转变发展。