인간이 일에 관련되는 인간의 동작·인식·기억 및 사고의 기능에 대해 이를 보조하거나 대신하도록 만든 것을 말한다.

〔상대운동〕 마이크로일렉트로닉스가 발달하고, 컴퓨터 기술이 전전한 오늘날에는 추론(推論)이나 학습 의 기능을 가진 인공지능을 기계에 짜넣어, 위의 모든 기능을 가지는 기계를 만드는 것도 실혈될 수 있는 꿈이다.

이제까지의 기계는 주로 인간의 동작기능을 보조하고, 또는 대체하는 것이었다.

따라서 상식적으로는 기계는 움직이는 것(즉, 상대적 운동부분을 가지는 것)으로서, 움직이지 않는 것은 장치라든가 기구라든가로 불리어 기계와 구별되어 왔다.

독일의 기계 공학자 F. 룰로는 「기계는 저항력이 있는 물체의 조합으로, 각부분이 일정한 운동을 일으키도록 짜여져 있고, 여기에 에너지를 주면 유효한일을 하는 것이다」라고 정의했다.

공학 분야에서도, 이 정의가 오랫동안 받아들여져 왔다.

해머, 드라이버, 대패 등은 공구(工具)라 부르고, 건물의 뼈대나 철교 따위는 구조물이라 부른다.

모두 상대운동부분이 없으므로, 기계라고는 부르지 않는다.

노기스나 시계, 카메라는 상대운동을 하는 부분은 있지만, 인간의 지각(知覺)을 보조하는 것으로서, 인간의 동작기능을 보조하거나 대신하거나 하는 것은 아니므로 기계라고는 하지 않고, 기구(器具)라 부른다.

이들 공구나 기구를 통틀어 도구라 부른다.

인간이 기계를 쓰는 목적의 하나는 큰 힘을 얻기 위해서이다.

고대 그리스인은 지레 · 윤축(輪軸) · 사면(斜面) · 쐐기 · 나사 · 도르래를 메카네(mechane)라 불렀다.

메카네는 모두 힘을 확대하고, 방향을 바꾸기 위한 장치로서, 그리스 · 로마시대에는 무거운 것의 운반이나 건축작업에 필수적인 것이었다.

이 mechane가 machine의 어원이다.

〔에너지의 변형〕 인간의 힘 또는 자연의 힘을 유효하게 써서 일을 하기 위해서는 힘의 크기를 확대하고 방향을 바꾸어 그것을 전달하는 것이 필요하다.

구석기시대 후기부터 쓰인 활은 인력에 의해 먼저 그것을 크게 휘게 하여 변형 에너지를 저장하고, 이것을 순간적으로 화살의 운동에너지로 바꾼다.

활은 송곳이나 발화기(發火器)에도 응용되었다.

기다란 막대에 활의 시위를 감고 활에 직선운동을 주면 송곳막대는 고속도로 연속적으로 회전하여 돌이나 짐승의 뼈 에 구멍을 뚫고, 또는 마찰열로 나뭇조각을 발화(發火)시킨다.

기계에 여러 가지 일을 시키기 위해서는 직선운동을 회전운동으로 바꾸거나 빠르기를 바꾼다든지 할 필요가 있다.

그러기 위해서는 활송곳의 예처럼 몇 가지 물체를 짝지어 상대운동을 할 수 있게 한다.

따라서 원동부(외부로부터 에너지를 받아들여 동력 을 낳는 부분)와 종동부(從動部 ; 그 동력에 의해 작업을 하는 부분)가 분리된다.

양자를 연결하기 위한 전도기구(傳導機構)는 힘과 운동을 전할 뿐만 아니라 운동의 형태를 변환하고, 일정속도의 운동, 속도가 변하는 운동을 낳는다.

기계를 쓰는 목적의 하나는 일을 빨리 하는 것이다.

기계의 원동부와 종동부를 공간적으로 분리할 수 있게 되자, 원동부의 에너지원으로서 인력 대신 마소의 힘을 쓰기도 하고, 수력 · 풍력을 이용하게 됐는데, 그에 의하여 기계를 하루 종일 작동시키는 것도 가능해진다.

자연계에 존재하는 에너지를 유효한 기계적 에너지로 바꾸는 기계, 즉 원동기로서 독립하였다.