在人类文明的早期，水资源的获取和利用是生存和发展的关键。最初，人们仅依靠手心来提水，但这种方法在面对大规模的储存、动物驯养或灌溉需求时显得力不从心。随着技术的进步，人们发明了各种提水设备，以提高效率和满足日益增长的需求。
人类早期为了更有效地进行提水作业，发明和使用了多种提水工具。皮袋、木勺和陶罐等容器因其轻便和易于携带的特性，被广泛用于提水。这些工具能够容纳更多的水，从而提高了提水的效率。此外，为了增加提升水的距离，人们开始使用羊毛绳子、皮带或合股纤维等材料，这些材料的强度和耐久性使得水可以被提升到更远的地方。
在井口或河边，为了减轻提水时所需的力气，人们会放置厚木板或建立平台。这样的设计使得拖拽人能够直上直下拉动，减少了劳动强度。通过一条绳子，穿过架在两根柱子上的水平杆子，拖拽所需的力气可以得到减轻，这使人能站在井或河边向下拉而不是向上拽，极大地提高了提水效率。
随着农业的发展，对水资源的有效管理变得尤为重要。手轮或链式水桶是新石器时期人们发明的一种简单而有效的提水工具。这种工具通过人力或畜力转动手轮，带动链式水桶在井中上下移动，从而将水提出地面。在埃及，类似的设备被称为沙杜夫，它通过一个横梁支撑，一端挂桶提水，另一端固定配重，以减少提水所需的力量。在亚述的地基浮雕上也发现了类似沙杜夫的设备，证明了这种发明在底格里斯河流域的使用。
此外，尽管牛拉水车可能是阿契美尼斯人引进的，但它在古代并未广泛使用，且其提供的持续水流每天最多只能灌溉半英亩地。关于牛拉水车的使用，历史上的记载较少，但可以推测，这种水车由于效率较低，并未成为主流的灌溉工具。在古代，由于技术限制和对动力源的依赖，牛拉水车的应用范围有限，这限制了其在农业灌溉中的普及。同时，由于其灌溉效率较低，每天最多只能灌溉半英亩地，这与后来出现的更高效的灌溉工具相比，显然不足以满足大规模农业的需求。
滑车（滑轮）的使用是提水技术的一大进步。滑轮可以绕着中心轴旋转，通过绳索缠绕于凹槽，用力牵拉绳索两端的任一端，使滑轮绕着中心轴旋转。滑轮实际上是变形的、能转动的杠杆，主要功能是牵拉负载、改变施力方向、传输功率等。
滑轮的发明极大地简化了拖拽人的任务，早在公元前1500年前这种构造就已经很完善了。滑轮的最早证据可以追溯到公元前八世纪，由亚述人发明。在中国，滑轮装置的绘制最早出现于汉代的画像砖、陶井模，而在《墨经》里也有记载关于滑轮的论述。
桔槔由两根柱子、一个水平横梁和一个可以转动的细长杆子组成。杆子的一端挂着水桶，另一端则是平衡用的黏土块或重物。这种设备能够将水桶降低到水源中，然后利用平衡块将装满水的水桶提升到一定高度，从而实现水的转移。桔槔的工作原理基于杠杆原理，通过不平衡的力矩来提升水桶。
（桔槔）
据史料记载，桔槔最早可能出现于商代初期，大约在公元前1700年左右。春秋时期，桔槔已被普遍使用于农田灌溉。《庄子·天地》中提到孔子的弟子子贡见到使用桔槔的场景，描述了桔槔如何通过杠杆原理来提水。
古埃及人从新王国时期（约公元前1580年起）就开始使用桔槔，而巴比伦人在公元前3000年就已经使用这种设备。在辛那赫里布统治时期（公元前705-前681），双桔槔的使用进一步提高了提水效率。
桔槔通常可将水从3米深度提升2～6米，每天可输送500~2500升水。尽管桔槔并不能省功，但从物理学角度分析，人们只是改变了用力方向，使得提水工作变得更加轻松。然而，桔槔对水源要求较高，一般只适用于浅井和水流不急的河道取水，井水太深或河水湍急则取水很不方便。
据宋代《物原》记载:“史佚始作辘轳”。史佚是周代初期的史官，这一记载表明我国早在公元前1100多年前，即周代初期就已发明了辘轳。春秋时期，辘轳已经广泛流行，主要用于提水和深井中提物。
辘轳由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成。井上竖立井架，上装可用手柄摇转的轴，轴上绕绳索，绳索一端系水桶。通过摇转手柄，使水桶一起一落，提取井水。辘轳的工作原理基于杠杆原理和滑轮原理，通过长手柄和施力装置，可以用较小的力完成取水工作。
（辘轳）
辘轳的制造和应用在古代与农业的发展紧密结合，广泛应用于农业灌溉。尽管经过改进，辘轳大体上保持了原型，说明3000年前的设计已经非常合理。直到解放前，我国北方缺水地区仍使用辘轳提水灌溉小片土地。在一些地下水很深的山区，辘轳仍然用于从深井中提水供人们饮用。
20世纪70年代，湖北大冶铜绿山发掘出春秋战国时期古矿井中的两具木辘轳，为辘轳的使用提供了实物佐证。铜绿山古矿井中发现的木辘轳轴全长250厘米，直径26厘米，两端砍出圆形轴颈，长度分别为28和35厘米。辘轳轴上凿有两圈疏孔和两圈密孔，两圈孔交错挖凿，孔中插入长方木条。疏孔较大且深，装的木条也较粗大，间距宽，安装牢固。密孔木条的作用相当于“制动闸”，需要停止提升时，推上辘轳之架上的插销就能控制轴的回转。
辘轳的使用标志着矿石提升技术已由人力向半机械化发展，不仅大大地节省了人力，也成倍地提高了工作效率。在铜绿山古矿井中，辘轳与绳索、木桶等工具一起使用，用于从井下提升矿石和积水。
龙骨水车最早出现在东汉时期，由东汉末年的发明家毕岚所创造。三国时期的发明家马钧对龙骨水车进行了改进，使其结构更加合理，使用更加方便。《后汉书·张让传》记载了毕岚制作翻车的情况，这被认为是“翻车”一词见于史籍之始。
（龙骨水车）
龙骨水车的结构主要包括水槽、叶板链条、叶板、轮轴等部件。装好叶板的链条安置在矩形的水槽中，水槽的上下两端各装有一只轮轴，上端是一只大轮轴，下端则是一只小轮轴。使用时，把水槽一部分和小轮轴没入水中，转动大轮轴时，叶板链条带动底部的小轮轴也开始旋转，同时叶板不停地把水刮上来，从水槽的上端将水送出。
龙骨水车适合近距离提水，提水高度在1～2米左右，比较适合平原地区使用，或者作为灌溉工程的辅助设施，从输水渠上直接向农田提水。用于井中取水的龙骨水车是立式的，水车的传动装置有平轮和立轮两种以转换动力方向。龙骨水车的出现，对解决排灌问题，起了极其重要的作用。
最初的龙骨水车是用人力转动的，后来我国人民又创制了利用畜力、风力、水力等转动的多种水车。例如，南宋初年出现了以畜力作为动力的龙骨水车，在当时得到了广泛运用。元代农业学家王祯的《农书》上描述了一种由水力带动的龙骨水车，它的动力装置安装在水流很急的河边，借助水的冲击力来带动龙骨水车。
