Pelarik pokok yang muncul pada milenium kedua SM adalah prototaip terawal alat mesin. Apabila bekerja, pijak ferrule di hujung bawah tali, gunakan keanjalan dahan untuk membuat bahan kerja berputar mengikut tali, pegang cangkerang atau cip batu sebagai alat, dan gerakkan alat di sepanjang selat untuk memotong bahan kerja. Pelarik bar anjal zaman pertengahan masih menggunakan prinsip ini. Iklan di dalam artikel
Pada abad kelima belas, disebabkan keperluan untuk mengeluarkan jam dan senjata, muncul mesin pelarik benang dan mesin pemprosesan gear untuk pembuat jam tangan, serta mesin penggerudian tong yang didorong oleh air. Sekitar tahun 1500, Leonardo da Vinci Itali melukis lakaran konsep mesin pelarik, mesin bor, mesin benang dan mesin pengisar dalaman, termasuk mekanisme baharu seperti engkol, roda tenaga, hujung leher dan galas. "Tian Gong Kai Wu" yang diterbitkan dalam Dinasti Ming di China juga mengandungi struktur mesin pengisar, yang menggunakan pedal kaki untuk memutar plat besi, dan menambah pasir dan air untuk memotong jed.
Revolusi perindustrian abad kelapan belas menggalakkan pembangunan alat mesin. Pada tahun 1774, Wilkinson British mencipta mesin pengorek tong yang lebih tepat. Pada tahun berikutnya, beliau menggunakan mesin pengorek tong ini untuk mengeluarkan silinder yang memenuhi keperluan enjin stim Watt. Untuk menanggung silinder yang lebih besar, beliau membina mesin pengorek silinder pacuan roda air pada tahun 1776, yang menggalakkan pembangunan enjin stim. Sejak itu, alat mesin telah digerakkan oleh enjin stim melalui aci atas.
Pada tahun 1797, British Maudsley mencipta mesin pelarik dengan pemegang alat dipacu skru, yang boleh merealisasikan suapan bermotor dan pusingan benang, yang merupakan perubahan besar dalam struktur alat mesin. Maudsley juga dikenali sebagai "bapa industri alat mesin British".
Pada abad ke-19, disebabkan promosi tekstil, kuasa, jentera pengangkutan dan pengeluaran senjata, pelbagai jenis peralatan mesin muncul satu demi satu. Pada tahun 1817, Roberts British mencipta kapal terbang gantri; pada tahun 1818, Whitney Amerika membuat mesin pengilangan mendatar; pada tahun 1876, Amerika Syarikat membuat pengisar silinder sejagat; pada tahun 1835 dan 1897, beliau mencipta mesin hobbing gear dan pembentuk gear.
Dengan penciptaan motor elektrik, alat mesin mula menggunakan motor elektrik untuk memandu secara berpusat, dan kemudian menggunakan pemacu motor elektrik tunggal secara meluas. Pada awal abad kedua puluh, untuk memproses bahan kerja, lekapan dan alat benang dengan ketepatan yang lebih tinggi, menyelaras mesin bor dan mesin pengisar benang telah dicipta secara berturut-turut. Pada masa yang sama, untuk memenuhi keperluan pengeluaran besar-besaran dalam industri seperti kereta dan galas, pelbagai alat mesin automatik, alat mesin penyalin, alat mesin gabungan dan barisan pengeluaran automatik telah dibangunkan.
Dengan perkembangan teknologi elektronik, Amerika Syarikat membangunkan alat mesin kawalan berangka yang pertama pada tahun 1952; pada tahun 1958, ia membangunkan pusat pemesinan yang secara automatik boleh menukar alat untuk pemesinan berbilang proses. Sejak itu, dengan pembangunan dan aplikasi teknologi elektronik dan teknologi komputer, alat mesin telah mengalami perubahan ketara dalam kaedah pemanduan, sistem kawalan dan fungsi struktur.