在古代社会，中国农业的发展水平居世界前列。除了历朝历代重视沟洫和水利工程的建设之外，灌溉工具起着举足轻重的作用。由于地形的限制，自流灌溉毕竟是少数，大多数的农田水利必须借助工具才能实施。
最早的灌溉方式是“负水浇稼”，所用的灌溉工具自然是陶罐了。《庄子·外篇》有记载：
“凿隧而入井，抱瓮而出灌。”瓮为陶器，在虞舜时已开始制造。用瓮取井水灌园田，为思维中应有之联想。然而此法很笨拙。
利用机械起水灌溉的最初工具当推公刘的戽斗。公刘为公元前13世纪左右周族的首领，其子孙后代建立了周朝。戽斗构造简单，由柳条编成桶穿上长绳。其掣动只用两人之力，从低水面向高处往复掏水。此法虽较抱瓮灌田有一定的进步性，汲水较多，又较省力，但是仍很原始。
战国时，农业技术有了进一步发展，灌溉已成为农田管理中的重要一项，桔槔乃应需而生。桔槔是利用杠杆原理制成的起水器，由一根直木、一根横木及水桶（盛水器）、重石块、长绳材料组成。“引之则俯，舍之则仰。”子贡在汉阴游历时，向当地老农推荐此物说“挈水若抽，数如氵失汤。”这种借助简单机械的提水方式，比起全靠人力提水灌溉，显然是进了一步，故桔槔在战国时得到推广。但是，桔槔汲水费时多，起水少，仍有待进一步改进。从抱瓮灌溉地极原始状态到桔槔汲水的初步利用器械，“民逸而利多”，在灌溉工具发展史上具有划时代的意义。
据史书记载，东汉以后，出现了利用机械原理的灌溉工具。东汉时有个叫毕岚的巧匠，制造过一种叫“翻车”的机械，“用洒南北郊路，以省百姓洒道之费”。这种翻车，是否就是后世的龙骨水车，不得而知。
半个世纪以后，曹魏有一位大机械发明家马钧，被人称为“巧思绝世”。他刻苦自学，不尚空谈，专心致志地钻研机械设备，在机械制造方面取得杰出的成就。他制造的翻车结构精巧，“灌水自覆，更入更出”，可连续不断地提水，效率比其它提水工具高很多。“其巧百倍于常”，运转轻快省力，儿童都可以操作。据专家考证，这是一种与后世龙骨水车类似的非灌工具。所以，人称马钧是供农业上排灌之用的龙骨水车的发明者，至少可以说他是断毕岚之后，对翻车做了极重要的改革，并用于农业排灌的创新者。
翻车问世后，受到社会的普遍欢迎，到唐代得到进一步推广。太和二年（公元828年），唐文宗令人做水车样式，命京兆尹监造，分配给郑、白渠附近的百姓，以灌溉农田。当时，在北方有以木桶相连，汲于井中的水车，长江流域出现了半机械化的筒车。筒车形似纺车，四周缚有竹筒，利用水流冲力，冲击轮子而旋转，把水由低处提到高处。此后，水车样式虽然形形色色，但其基本原理不外如此，在近代水泵发明以前，翻车是世界上最先进的提水工具之一，对于灌溉农田，发展农业生产发挥了巨大作用。
翻车可用人力、畜力或水力转动。其用人力者为龙骨车。在行道块上下，通周由龙骨板叶一节一节地用木销子连接起来，很像龙的骨架，故名之龙骨车。此车由人凭架上，踏动拐木，使龙骨板随转循环行道板刮水上岸。也有用手摇的。可以两个人同时摇，也可以只一个人摇。它的汲水量不够大，但是凡临水的地方都可以使用，很方便，深受人们的欢迎，是应用很广的农业灌溉机械。直到今天，在一些僻远的地方，犹可见到这样的水车。人们对它的偏爱可以从文人骚客的诗咏中得到反映：“踏车激湖水，车众湖欲竭。”描写出它从河湖池塘中起水入田的动态；“妇女喜秋凉，踏蹈车多笑语。”田家踏转水车的喜悦心情跃然纸端；“下田戽水出江流（圩田用车），高垄翻江逆上沟（山田水车）。地势不齐人力尽，丁男常在塌车头。”
由此可看出水车排水和灌溉之功用。
其用畜力者，如牛转翻车、驴转翻车，则在龙骨车蹬基础上外加齿轮，系于转轴外端，加上互相衔接的带齿竖轮与卧轮，使用牛、驴或马来拉动。这种水车在南宋末年才出现。从人力转动的翻车到畜力转动的翻车，是为一大进步，殷为畜力比较大，能把水抽上比较大的高度，汲水量也比较大。
其用水力者，如水转筒车、高转筒车，则利用链和唧筒结合水力运动之齿轮，以兜水、放水，日夜不息。筒车构造的完成曾经简单至复杂的过程。北宋时，吸水、运水、覆水纯以一轮为之。这可从水轮咏诗中看出来：“孤轮运寒水，无乃农者营。随流转自速，居高还复倾。
利才畎浍间，功欲霖雨并。不学假混沌，忘机抱瓮罂。”
但孤轮运水灌田，其载运量自然有限，为了适应湖湘山溪之地，其地溪涧既多，复饶竹产，乃系以若干竹筒于轮上，增加输灌水量，乃有筒车或竹车的名称，这项增益在南宋时开始推行。人们写诗颂赞说：“像龙呼不应，竹龙起行雨。……神机日夜运，甘泽高下普。……瞬息了千亩……”
至13世纪元代，高转筒车得到发展。高转筒车是把大的立式水轮直接安装在水车的转轴上，带动水车转动。利用高转筒车，田高岸深或田在山上，都可以灌溉。这是元代机械制造方面的一个巨大进步，也是人们利用自然力造福于人类的一项重大成就。
为了把水引到远处，还有连筒和架槽的发明。连筒是把粗大的竹竿，去掉里面的节，一根一根连接起来。随地势高下，用木石架起，跨越涧谷，把水引到很远的地方。架槽的设计基本上同连筒一样，只是用以引水的是木槽而已。这类器具，正如王祯所说：“大可下润于千顷，高可飞流于百尺，架之由远达，穴之则潜通，世间无不救之田，地上有可兴之雨。”反映出中国古代这方面的创造发明之巧妙，高效而又实用。
中国古代文明，在很长时间内异彩纷呈，是以农业发达为基础的。千百年来，劳动人民在灌溉工具方面的巧思妙想，为先进的农业提供了保障，老百姓靠天吃饭的状况有很大改观。芍陂灌溉农田多至万顷，西门豹发民凿十二渠，为农业丰产创造条件；李冰父子使四川成为天府之国；郑国渠、白公渠滋养肥田沃土，成为百姓的衣食之源。自汉朝开始，经过唐、元、明、清历代的努力，宁夏平原终于变成沙漠中的绿洲、塞外江南……先民的这些丰功伟绩无不借助灌溉工具得以建树。水车的出现和日臻完美使农业的命脉——水利得以流畅，趋利避害，化瘠为沃，使我们这个“水是龙世界，云是鹤故乡”的国度获得江河的灌溉之利，天公水旱交乘，灾害频仍已不能对影响国计民生的农业施展淫威，使我们自古以农业立国，并在相当长的时间内走在世界的前列。
直到蒸汽机发明之前，水车的纺织、切割石木、造纸、带动风箱等方面还一直作为各种产业部门的动力使用。12世纪左右，中国发明了世界上最早的装水车的船。这种水车船是用水车产生的动力来推动船，即在船的外侧装上三个水车，在船上载三头牛，靠牛转动水车，靠水车力推动船前进。
