1840～1949年中華人民共和國成立前，中國近代機械工業逐步由手工業作坊式小生產向使用動力機器的生產方式轉變。這100餘年的機械工業發展過程大體可分為兩個階段。
一、中國近代機械工業的興起和發展（1840～1926年）
鴉片戰爭後，中國社會由封建統治開始轉變為半殖民地半封建統治。這個時期誕生的機械工業，從一開始就具有半殖民地半封建的特點：中國最早使用動力的機械廠是外商辦的；中國人自己最早創辦的機械廠是清政府經營的軍火企業；中國民族資本創辦的企業，一直處於帝國主義、封建主義、官僚買辦的壓迫之下。
（一）外商在中國經營的機械廠
鴉片戰爭以後，帝國主義取得了在中國沿海和內河的航行權。為了適應航運業發展的需要，外商首先在中國建立了船舶修造廠。1845年英國人柯拜在廣州黃埔設立的柯拜船舶廠，是中國領土內最早的一家外資機械廠。1854年第二次鴉片戰爭後不久，外商在黃埔經營的船塢船廠增至5～6家。英、美商人並紛紛在華東設立船舶修造廠，其中較大的有英商辦的上海祥生船廠、耶鬆船廠和和豐船廠。至19世紀60年代末，外商在廣州、上海、廈門、福州等沿海口岸建立的大小船舶修理廠已達22家，雇用的中國工人達9000人。外商在中國經營的機械工業除船舶修造廠外，還有鐵路車輛修理廠，如1880年英國人在唐山建立了中國第一個鐵路車輛修理廠（原名胥各莊修車廠，1899年遷至唐山，已有工人約3000人，更名為唐山修車廠）。1901年德國人在青島四方村建立了青島鐵路工廠（現四方機車廠前身）。這兩個工廠都是當時規模較大的企業。據1908年統計，外資經營的34個主要機器廠中，船舶修造廠28個，占82％；鐵路車輛工廠3個，占9％。這些廠以英商經營的最多，約占總數的2/3。
20世紀初，日本在東北加緊了對中國的經濟侵略。日俄戰爭後，在南滿地區，開辦了一批機械工廠。到20世紀20年代已有較大的鐵路、造船、礦山機器等機械製造廠20多家。南滿鐵道株式會社於1906年擴建了接收帝俄的大連鐵路工廠、撫順煤礦機械廠（現撫順重機廠的前身）。1907年新建了沙河口鐵路工廠（現大連機車廠前身）。1908年川崎造船所擴建了接收帝俄在大連的船塢和工場。設大連分廠（現大連造船廠前身），至1914年已發展成為擁有日籍職工2800餘人、中國工人1萬餘人的大型修造船廠，能修造5000噸級輪船。新建的大型機械廠有：1917年建立的大連機械製作所（現大連重型機器廠前身）、大連鐵工所和1919年建立的安治川鐵工所等。
1919年美商在上海曾建立專為裝配機器的慎昌工廠（現上海鍋爐廠前身）。美商對中國主要是輸出機器設備，長時期占中國進口機器設備總額的1/5～1/4，所辦機器廠較少。
（二）清政府設立的軍工廠
1861年曾國藩創辦安慶軍械所是中國人自辦的第一座機械廠。1863年他又派容閎赴美采購機器，籌備建立規模較大的近代機械工業企業。1862年李鴻章先後命丁日昌、韓殿甲和英人馬格裏分別在上海、蘇州建立三個洋炮局。蘇州洋炮局使用蒸汽機動力並雇用外籍人員，但規模不大，仍主要以手工方式生產。19世紀60年代到20世紀初，曾國藩、李鴻章、左宗棠等和各省先後辦了大大小小的軍事工廠20多個，其中規模較大的有江南製造總局、金陵製造局、福州船政局、天津機器局和湖北槍炮廠。
（1）江南製造總局。簡稱江南製造局，1865年6月8日建局。曾國藩和李鴻章以收購的上海虹口美商佛而士1863年開辦的旗記鐵工廠（修造輪船）為基礎，將原設上海的兩個洋炮局並入而成立。容閎從美國購買的機器百餘台也在同年運抵上海全部投入該局，至1891年全局已擁有機器廠、槍廠、火藥廠、炮彈廠、水雷廠、鑄銅鐵廠、熟鐵廠、煉鋼廠等13個工廠和一個工程處，職工達3500餘人。各種機床662台，還附有廣方言館、工藝學堂、翻譯館等。江南製造局前後基建投資共用銀約200萬兩，是當時中國規模最大的、最早使用機器生產的近代軍事工業企業，是中國自辦近代工業的開端。它製造出中國的第一艘近代兵輪（恬吉號），煉出中國第一爐鋼水，創辦了中國第一所機械工業製造學校，並最早從外國引進先進技術。