Mesin bubut pohon yang muncul pada milenium kedua SM adalah prototipe paling awal dari mesin perkakas. Saat bekerja, injak ferrule di ujung bawah tali, gunakan elastisitas cabang untuk membuat benda kerja berputar dengan tali, pegang cangkang atau serpihan batu sebagai alat, dan gerakkan alat di sepanjang bilah untuk memotong Benda kerja. Mesin bubut batang elastis abad pertengahan masih menggunakan prinsip ini. Iklan di dalam artikel
Pada abad ke-15, karena kebutuhan untuk membuat jam dan senjata, muncullah mesin bubut benang dan mesin pengolah roda gigi untuk pembuat jam, serta mesin bor barel yang digerakkan oleh air. Sekitar tahun 1500, Leonardo da Vinci dari Italia menggambar sketsa konseptual mesin bubut, mesin bor, mesin threading, dan mesin gerinda internal, termasuk mekanisme baru seperti engkol, roda gila, ujung leher, dan bantalan. "Tian Gong Kai Wu" yang diterbitkan pada Dinasti Ming di Tiongkok juga memuat struktur mesin penggiling, yang menggunakan pedal kaki untuk memutar pelat besi, dan menambahkan pasir dan air untuk memotong batu giok.
Revolusi industri abad kedelapan belas mempromosikan pengembangan peralatan mesin. Pada 1774, British Wilkinson menemukan mesin bor barel yang lebih presisi. Tahun berikutnya, dia menggunakan mesin bor tong ini untuk mengebor silinder yang memenuhi persyaratan mesin uap Watt. Untuk membuat silinder yang lebih besar, dia membuat mesin bor silinder berpenggerak roda air pada tahun 1776, yang mempromosikan pengembangan mesin uap. Sejak itu, alat mesin digerakkan oleh mesin uap melalui poros atas.
Pada tahun 1797, British Maudsley menciptakan mesin bubut dengan dudukan alat yang digerakkan dengan sekrup, yang dapat mewujudkan pengumpanan bermotor dan putaran ulir, yang merupakan perubahan besar dalam struktur alat mesin. Maudsley juga dikenal sebagai "bapak industri perkakas mesin Inggris".
Pada abad ke-19, karena promosi tekstil, listrik, mesin transportasi, dan produksi senjata, berbagai jenis peralatan mesin muncul satu demi satu. Pada tahun 1817, British Roberts menciptakan perencana gantry; pada tahun 1818, American Whitney membuat mesin penggilingan horizontal; pada tahun 1876, Amerika Serikat membuat penggiling silinder universal; pada tahun 1835 dan 1897, ia menemukan mesin hobbing roda gigi dan pembentuk roda gigi.
Dengan ditemukannya motor listrik, alat mesin mulai menggunakan motor listrik untuk digerakkan secara terpusat, dan kemudian banyak digunakan penggerak motor listrik tunggal. Pada awal abad ke-20, untuk memproses benda kerja, perlengkapan dan perkakas threading dengan presisi yang lebih tinggi, mesin bor koordinat dan mesin gerinda benang dibuat secara berurutan. Pada saat yang sama, untuk memenuhi kebutuhan produksi massal di industri seperti mobil dan bantalan, berbagai peralatan mesin otomatis, peralatan mesin fotokopi, peralatan mesin gabungan, dan jalur produksi otomatis telah dikembangkan.
Dengan perkembangan teknologi elektronik, Amerika Serikat mengembangkan alat mesin yang dikontrol secara numerik pertama kali pada tahun 1952; pada tahun 1958, ia mengembangkan pusat permesinan yang secara otomatis dapat mengubah alat untuk permesinan multi-proses. Sejak itu, dengan perkembangan dan penerapan teknologi elektronik dan teknologi komputer, alat mesin telah mengalami perubahan signifikan dalam metode penggerak, sistem kontrol, dan fungsi struktural.