水力机械大致有三种含义：一、将水位升高的机械，如农田中常见的刮车、筒车、龙骨水车等；二、利用水流能量来作功的机械，如水磨、水碓、水排等；三、利用水的浮力或压差以达到某种功用的机械，如轮船、打捞船，以及船中的橹、舵和桨等机械部件。

刮车是一个带有曲柄、连杆的水轮。先在流水岸边挖水槽，以岸的高低决定水轮大小，以人力驱动水轮运转，轮辐将水刮上岸。刮车简便易制，普遍使用于农业灌溉。筒车也称流水筒车、水转筒车或简称筒轮。最简单的筒车其轮轴架于河岸支柱上。流水冲击桨叶状轮辐或受水板使水轮运转，从而盛水筒随轮运转而将水提升。龙骨水车也称翻车、踏车、水车，它可分别以手拉、脚踏、牛转和水转等多种动力驱动。车身为一个盛水木槽，木槽两端分别装轮轴。上轮轴两端各装上4枝拐木，踏动拐木，上轮运转，从而带动龙骨板循环转动，行道板在木槽内刮水上岸。李约瑟称此类水车为“方板式链泵”。

水磨的发展与杜诗发明水排有关。马钧创造一个由水轮转动的大型歌舞木偶机械，包括以此水轮带动舂、磨。从机械角度来看，它是由水轮、轴和齿轮联合传动的机械。从车轮到水轮是技术史、也是人类文明进步的标志。水碓是脚踏碓机械化的结果。以水力推动水轮，在延长的水轮轴上装上一列凸轮或拨杆，使其拨动碓杆端末，即可使碓上下自由跳动。晋代杜预造连机碓，可能是一个大水轮驱动数个水碓；南北朝时代祖冲之造水碓磨，可能是一个大水轮同时驱动水碓与水磨的机械。这些成就表明古代水碓技术的大发展。杜诗于公元31年创造了称为“水排”的水力鼓风器，之后，还有人依旧造人力或畜力的鼓风器称为人排或马排。

橹与舵都是中国人最早发明的。作为推进船前进的橹，用手摇动橹担绳，橹板左右摆动，船便随之前进，就像鱼在水中靠其尾的摆动而前进。实际上，橹板在水摆动时，产生了前后压力差，从而形成船体前进的动力。舵是船航行导向机械。它由舵柱和舵板组成。舵柱在船尾直插入水中，下接舵板。舵板形式多样，当船航行时水流在舵板上形成水压──舵压，舵压与船的浮心之间形成一力矩，从而改变船的航向。祖冲之发明“千里船”，在建康（南京）新亭江试航。可惜，该记载未明确指出，祖冲之是否以轮代桨作为动力机械。至宋代，火药与轮船已成为两项最重要的军事武器。宋代僧人怀丙以杠杆原理创造历史上第一艘打捞船。