中國古代武器種類繁多，較有機械意義的武器如弓弩、炮車為數不多。炮車原是發射石塊的武器，自從火藥發明之後，砲字就寫為「炮」了。火藥在唐宋年間發明，之後出現了火槍、火炮、火箭以及地雷、水雷等火藥武器，使古代中國在世界上最早從冷兵器進入熱兵器時代。在熱力機械中，除熱兵器之外走馬燈和省油燈，也蘊含熱力原理。
弓與弩作為武器，在古代曾發揮重要作用。但從機械角度看，它們不過是箭的動力推進器，箭的飛行依靠它們的彈力。弩臂中央挖槽以置箭，弩臂後端裝弩機、以控制弓弦的張弛與射擊。弩機上設置有鉤弦弩牙、瞄準用的望山，以及撥動弩牙的扳機。發射時手指往後撥懸刀，弩牙即下墜，弓與弦都因恢復鬆弛狀態，而產生巨大彈力，弦便將搭於其上的箭射出。三國時代諸葛亮曾改進連弩，稱「元戎」。弩臂上裝弓一把，是輕型弩。其特點在於矢槽裏可裝十支箭。
炮車的功用是將石塊拋擲到敵方；火藥發明後，它又用於將火球、燃燒彈類物體拋擲至敵方。被拋的石塊在空中飛行時會發聲，故又稱為「霹靂車」。炮車起源於春秋戰國之際，兩漢時被普遍用於軍事上。炮車有二輪或四輪，車架上立木柱，木柱頂端架橫軸，軸中間穿炮桿，炮桿長臂端繫皮窠以裝石塊，短臂端繫幾十至百餘條繩索以供眾人拉曳。號令一下，眾人猛拉繩索，在離心力作用下石塊拋向遠方。早期的炮車，不易轉動，其後才發明可以旋轉定方向的旋風炮車。