木偶戏的幕后操纵形式及台前演出，无论是角色形象，乃至表演形式均百变纷陈。自木偶艺人不断改良木偶的构造，妙用各种生活常识及科学原理，使木偶活动自如、栩栩如生，木偶终于由“丧葬之用”转投“喜庆娱乐”之中。例如提线木偶，便明显是简化了人体骨骼的构造，以木条来设计机关装置，再配合牵线的长短、力度大小，来模仿人体动作。而古时的木偶艺人利用科学原理达到特殊演出效果的例子，亦多不胜数，其中最广为人知的莫过于“水傀儡”及“药发傀儡”了。

“水傀儡”是由艺人直接操纵木偶在水面上表演特定故事情节的木偶艺术。这种表演一般在小船上进行，据《东京梦华录‧驾幸临水殿观争标锡宴》载：“有一小船，上结小彩楼，下有三小门，如傀儡棚，正对水中。乐船上参军色进致语，乐作，彩棚中门开，出小木偶人，小船上有一白衣垂钓……继有木偶筑球舞旋之类，亦各念致语，唱和，乐作而已，谓之‘水傀儡’。”至明代，则改用方水池作舞台，表演的内容更富故事性。刘若愚在《明宫史》中指出“水傀儡”是用轻木雕成约2尺高的偶人，只有上身，无腿足。每个偶人底部安一卯榫，用长约3尺的竹板承托。再将一个木池添水7分满。水内放以活鱼虾及萍藻。隔以纱帐，操纵之人便在围屏之内，在屏下游移动转。

“药发傀儡”说传自金代（1115—1234年），盛行至清道光（1821—1850年）年间。在宋《东京梦华录》中有“藏压药法傀儡”的记载。称为“藏压”，可能就是借火药爆炸的反作用力使傀儡活动。现在所见的“焰火”表演，亦有人物随火光而出现，便可能是传自“藏压”的方法。“焰火”又称“烟火”、“花盒”，在民间流传已久。在清人写的《火戏略》中，也记述了“火戏”借助“药力”，映出种种人物故事的片段，同时还详细叙述了“火戏”的制作方法，并按不同的制作方法和燃放效果分为“软器”、“变器”、“合器”、“飞器”等。此外还介绍了“烟戏”，“不以火而以烟为，有结成五色楼台人物山水各剧。”由以上记载，可见“药发傀儡”在明清时期的盛行程度。

时至今日，在陕西蒲城县尚流传着以火药为动力，制作精巧的“焰火”表演──“火神会”，名曰“杆火”或“架子火”，在燃点火药后能映出《天女散花》、《武松打虎》、《唐僧取经》、《劈山救母》、《三打白骨精》等百余种传统人物故事片段。