中国古代武器种类繁多，较有机械意义的武器如弓弩、炮车为数不多。炮车原是发射石块的武器，自从火药发明之后，炮字就写为“炮”了。火药在唐宋年间发明，之后出现了火枪、火炮、火箭以及地雷、水雷等火药武器，使古代中国在世界上最早从冷兵器进入热兵器时代。在热力机械中，除热兵器之外走马灯和省油灯，也蕴含热力原理。

弓与弩作为武器，在古代曾发挥重要作用。但从机械角度看，它们不过是箭的动力推进器，箭的飞行依靠它们的弹力。弩臂中央挖槽以置箭，弩臂后端装弩机、以控制弓弦的张弛与射击。弩机上设置有钩弦弩牙、瞄准用的望山，以及拨动弩牙的扳机。发射时手指往后拨悬刀，弩牙即下坠，弓与弦都因恢复松弛状态，而产生巨大弹力，弦便将搭于其上的箭射出。三国时代诸葛亮曾改进连弩，称“元戎”。弩臂上装弓一把，是轻型弩。其特点在于矢槽里可装十支箭。

炮车的功用是将石块抛掷到敌方；火药发明后，它又用于将火球、燃烧弹类物体抛掷至敌方。被抛的石块在空中飞行时会发声，故又称为“霹雳车”。炮车起源于春秋战国之际，两汉时被普遍用于军事上。炮车有二轮或四轮，车架上立木柱，木柱顶端架横轴，轴中间穿炮杆，炮杆长臂端系皮窠以装石块，短臂端系几十至百余条绳索以供众人拉曳。号令一下，众人猛拉绳索，在离心力作用下石块抛向远方。早期的炮车，不易转动，其后才发明可以旋转定方向的旋风炮车。

火箭起源于十二世纪初，其制法与造鞭炮类似。1233年金与蒙古的归德战役中，金兵的火箭内实以火药。制造火箭的最关键技术是在于打火药引线眼，这个孔眼也就是火箭的喷气孔。火箭的形式多种多样，有一筒多箭、一筒双向箭、二级火箭、火箭飞弹等。大约十五世纪时，一个叫万虎的人试图乘坐火箭上天。他在座椅背上装置47支当时最大的火箭，自己则手持两个大风筝坐在椅上，当仆人点燃火箭后，他大概只有一摔了事。与在空中飞行或爆炸的各种炮、铳和火箭不同的另一类火药武器，是慢炮、地雷和水雷。这类爆炸性武器的发火装置有三项：香火、火石、火镰。

加热空气，造成气流，并以气流推动轮轴旋转，按此原理造成的玩具就是走马灯。所谓“省油灯”，是在油灯上巧妙地安置一种冷却系统，使灯油不致因灯火燃烧，而受热蒸发，从而达到省油的目的。它和走马灯一样，虽是小发明，但却是近代工业冷却系统的始祖，在机械史上有着重大意义。