在古代社會，中國農業的發展水平居世界前列。除了曆朝曆代重視溝洫和水利工程的建設之外，灌溉工具起著舉足輕重的作用。由於地形的限製，自流灌溉畢竟是少數，大多數的農田水利必須借助工具才能實施。
最早的灌溉方式是“負水澆稼”，所用的灌溉工具自然是陶罐了。《莊子·外篇》有記載：
“鑿隧而入井，抱甕而出灌。”甕為陶器，在虞舜時已開始製造。用甕取井水灌園田，為思維中應有之聯想。然而此法很笨拙。
利用機械起水灌溉的最初工具當推公劉的戽鬥。公劉為公元前13世紀左右周族的首領，其子孫後代建立了周朝。戽鬥構造簡單，由柳條編成桶穿上長繩。其掣動隻用兩人之力，從低水麵向高處往複掏水。此法雖較抱甕灌田有一定的進步性，汲水較多，又較省力，但是仍很原始。
戰國時，農業技術有了進一步發展，灌溉已成為農田管理中的重要一項，桔槔乃應需而生。桔槔是利用杠杆原理製成的起水器，由一根直木、一根橫木及水桶（盛水器）、重石塊、長繩材料組成。“引之則俯，舍之則仰。”子貢在漢陰遊曆時，向當地老農推薦此物說“挈水若抽，數如氵失湯。”這種借助簡單機械的提水方式，比起全靠人力提水灌溉，顯然是進了一步，故桔槔在戰國時得到推廣。但是，桔槔汲水費時多，起水少，仍有待進一步改進。從抱甕灌溉地極原始狀態到桔槔汲水的初步利用器械，“民逸而利多”，在灌溉工具發展史上具有劃時代的意義。
據史書記載，東漢以後，出現了利用機械原理的灌溉工具。東漢時有個叫畢嵐的巧匠，製造過一種叫“翻車”的機械，“用灑南北郊路，以省百姓灑道之費”。這種翻車，是否就是後世的龍骨水車，不得而知。
半個世紀以後，曹魏有一位大機械發明家馬鈞，被人稱為“巧思絕世”。他刻苦自學，不尚空談，專心致誌地鑽研機械設備，在機械製造方麵取得傑出的成就。他製造的翻車結構精巧，“灌水自覆，更入更出”，可連續不斷地提水，效率比其它提水工具高很多。“其巧百倍於常”，運轉輕快省力，兒童都可以操作。據專家考證，這是一種與後世龍骨水車類似的非灌工具。所以，人稱馬鈞是供農業上排灌之用的龍骨水車的發明者，至少可以說他是斷畢嵐之後，對翻車做了極重要的改革，並用於農業排灌的創新者。
翻車問世後，受到社會的普遍歡迎，到唐代得到進一步推廣。太和二年（公元828年），唐文宗令人做水車樣式，命京兆尹監造，分配給鄭、白渠附近的百姓，以灌溉農田。當時，在北方有以木桶相連，汲於井中的水車，長江流域出現了半機械化的筒車。筒車形似紡車，四周縛有竹筒，利用水流衝力，衝擊輪子而旋轉，把水由低處提到高處。此後，水車樣式雖然形形色色，但其基本原理不外如此，在近代水泵發明以前，翻車是世界上最先進的提水工具之一，對於灌溉農田，發展農業生產發揮了巨大作用。
翻車可用人力、畜力或水力轉動。其用人力者為龍骨車。在行道塊上下，通周由龍骨板葉一節一節地用木銷子連接起來，很像龍的骨架，故名之龍骨車。此車由人憑架上，踏動拐木，使龍骨板隨轉循環行道板刮水上岸。也有用手搖的。可以兩個人同時搖，也可以隻一個人搖。它的汲水量不夠大，但是凡臨水的地方都可以使用，很方便，深受人們的歡迎，是應用很廣的農業灌溉機械。直到今天，在一些僻遠的地方，猶可見到這樣的水車。人們對它的偏愛可以從文人騷客的詩詠中得到反映：“踏車激湖水，車眾湖欲竭。”描寫出它從河湖池塘中起水入田的動態；“婦女喜秋涼，踏蹈車多笑語。”田家踏轉水車的喜悅心情躍然紙端；“下田戽水出江流（圩田用車），高壟翻江逆上溝（山田水車）。地勢不齊人力盡，丁男常在塌車頭。”