公元前二千多年出現的樹木車床是機床最早的雛形。事情時，腳踏繩索下端的套圈，利用樹枝的彈性使工件由繩索發動旋轉，手拿貝殼或石片等作為刀具，沿板條移動東西切削工件。中世紀的彈性桿棒車床運用的仍是這一原理。
十五世紀由于制造鐘表和武器的必要，出現了鐘表匠用的螺紋車床和齒輪加工機床，以及水力驅動的炮筒鏜床。1500年左右，意大利人列奧納多·達芬奇曾繪制過車床、鏜床、螺紋加工機床和內圓磨床的構想草圖，此中已有曲柄、飛輪、項尖和軸承等新機構。中國明朝出版的《天工開物》中也載有磨床的布局，用腳踏的要領使鐵回旋轉，加上沙子和水剖切玉石。
十八世紀的工業革命推動了機床的生長。1774年，英國人威爾金森發明白較精密的炮筒鏜床。次年，他用這臺炮筒鏜床鏜出的汽缸，饜足了瓦特蒸汽機的要求。為了鏜制更大的汽缸，他又于1776年制造了一臺水輪驅動的汽缸鏜床，促進了蒸汽機的生長。以后，機床開始用蒸汽機議決天軸驅動。
1797年，英國人莫茲利創制成的車床由絲杠傳動刀架，能實現機動進給和車削螺紋，這是機床布局的一次龐大變革。莫茲利也因此被稱為“英國機床工業之父”。
19世紀，由于紡織、動力、交通運輸呆板和軍械生產的推動，種種范例的機床相繼出現。1817年，英國人羅伯茨創制龍門刨床；1818年美國人惠特尼制成臥式銑床；1876年，美國制成萬能外圓磨床；1835和1897年又先后發明滾齒機和插齒機。
隨著電動機的發明，機床開始先接納電動機遇集驅動，后又普遍利用單獨電動機驅動。二十世紀初，為了加工精度更高的工件、夾具和螺紋加工東西，相繼創制出坐標鏜床和螺紋磨床。同時為了順應汽車和軸承等工業大量生產的必要，又研制出種種自動機床、仿形機床、組合機床和自動生產線。
隨著電子技能的生長，美國于1952年研制成第一臺數字控制機床；1958年研制成能自動變更刀具，以舉行多工序加工的加工中間。以后，隨著電子技能和謀略機技能的生長和應用，使機床在驅動要領、控制體系和布局成果等方面都產生顯著的變革。
