С древнейших времен люди нуждались в сторонней силе, в простейших двигателях, которые помогали бы выкорчевывать деревья; приводили бы в действие приспособления для подачи воды на поля; помогали пахать землю и вращать жернова, перемалывающие зерно и т.п. В странах Древнего Востока, в Египте, Индии, Китае для этой цели в III тысячелетии до н.э. использовали животных и рабов. Затем на смену двигателям, использующим мышечную силу, пришло водяное колесо – два диска, закрепленных на одном валу, между которыми помещались дощечки – лопасти. Поток воды в реке давил на лопасти, поворачивая основное колесо, а затем через вал колеса движение передавалось жерновами
Водяные колеса использовались на Ниле, Евфрате, Янцзы для подъема воды, и их зачастую вращали рабы. Затем древние греки и римляне использовали водяные колеса в качестве двигателя для привода насосов и мельниц, для выжимания масла. Позднее водяные колеса стали широко использоваться в ремесле, затем в промышленности. С III тысячелетия до н.э. люди использовали паруса для движения лодок и судов, но только в VII веке н.э. персы изобрели ветряную мельницу с крыльями, после чего началась история ветряных двигателей.
Римский писатель Марк Витрувий Полион в I веке до н.э. впервые описал водяное колесо, которое вместе с ветряными мельницами вплоть до XVII века являлись основными типами двигателей. В конце XVII – начале XVIII веков в Италии, Англии, России и других государствах делались неоднократные попытки создать двигатель, не зависящий от движения воды рек и направления ветра, но идея использования пара, приводящего в работу двигатель, возникла благодаря размышлениям и опытам древних мыслителей. Архимед (около 287–212 гг. до н.э.) – один из гениальных исследователей античного периода, творец древней механики, великий математик. Он открыл гидростатический закон и обосновал теорию рычага, создал начала математического анализа, придумал катапульту, паровую пушку, водоподъемный «архимедов винт», зубчатый редуктор, приборы для измерения размеров удаленных тел и многое другое.
Герон из Александрии еще в 70-е годы н.э. изобрел простейшую паровую турбину – эолипил Герона. Сила пара, вырывающегося из шарообразного сосуда, в котором кипела вода, через Г-образные трубки, вращала этот сосуд.
В середине XVIII века человечество вплотную подошло к одному из важнейших моментов в истории технического творчества – использованию водяного пара для приведения в действие различных механизмов. В истории попыток использования пара записаны имена многих ученых и изобретателей: итальянцев – Леонардо да Винчи и Джамбаттиста делла Порта; французов – де Ко и Д. Папена; англичан – Т. Сэвери и Т. Ньюкомена; русских – И.И. Ползунова, отца и сына Черепановых и многих других. Леонардо да Винчи (1452–1519) – гениальный мыслитель, многогранный талантливый изобретатель и художник. Он оставил в наследство 5000 страниц научных и технических описаний, чертежей, эскизов: шлюзовые ворота со створками, текстильные станки, роликовые подшипники, центробежный насос, паровая пушка, пистолет с колесным затвором, гидравлический пресс, механизмы, преобразующие возвратно-поступательное движение во вращательное и наоборот, и многое другое.