中国古代机械工程包括了简单机械、车辆和畜力机械、水力机械、风力机械、武器和热力机械、计时机械、地动仪和自动机械、飞行机械这八种类。

简单机械是一切复杂而重大机械的基本要素，从力学意义上说，简单机械有四种，杠杆、滑轮、斜面与螺旋。由杠杆可发展出桔槔，由滑轮可演变成辘轳和绞车，斜面的另一形式是尖劈，将斜面卷起来就成为螺旋。但从工程技术上看，还有一些简单的机械如绳、链、铰链、连杆、曲柄、轮、齿轮和弹簧等。

车辆包括人力车和畜力车，是最古老的交通、运输和作战机械之一。利用畜力推车拉磨，甚至耕田种地，都需要依据牲畜的身躯特点而创制有效的挽具。挽具的发明，是人类智慧的表现之一。在车辆机械中，指南车和记里鼓车是古代中国人最有创造力的发明，在畜力机械中，牛转八磨（又称连磨）、车磨也是古代中国最早发明的。

水力机械大致上有三种含义：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。

风力机械大致也分两类：一是产生风或气流的机械，如风扇车、风箱等；一是利用风力作功的机械，如风车。古代中国人将“风扇车”和风车统称为“风车”。中国的风车可能是来自西亚，相关文献的记载较晚，拉杆活塞式风箱及其同类机械是中国人发明的。

古代武器种类繁多，如刀、枪、剑、戟等，但较有机械意义的武器，如弓弩、炮车为数不算太多。炮车原是发射石块的武器，自从火药发明之后，砲字就写为“炮”了。火药在唐宋年间发明之后，从而出现了火枪、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的时代。

古代中国人发明的计时机械是古代最为复杂的科学机械。它的特点是，既与观察天象结合，又能报告时刻更数，故此又称其为天文钟。计时机械对近代科学的兴起曾产生重大影响。东汉张衡在公元117年曾制成一架浑象。十多年后约公元130年又制成一架“水运浑象”，在当时具有相当技术基础。

张衡于公元132年发明候风地动仪，可说是现代许多测定地震仪器的始祖。候风地动仪的关键机构，是一根称为“都柱”的倒立摆，其重心高于摆动中心。在受地震横波袭击时，由于惯性力作用，它将倒向震源方向，从而带动该方向的传动部件，使相应方向的龙口上额起挠，龙口中的铜丸便掉落在蟾蜍口中。

木鸢、风筝和热气球，是人们最早成功制作的飞行器：飞车是直升飞机螺旋桨翼的鼻祖；陀螺与平衡环是近代航海、航空所必备的定向、定位和平衡装置的雏形。近代的飞行工业的兴起与发展也有中国人的一份功劳。十九世纪末、二十世纪初，欧洲人制造的各种飞行器中曾经以“中国风筝”、“中国螺旋”命名，就足以表明中国人曾经有过的贡献。