In der Geschichte der Produktionstechnik gab es zahlreiche Erfindungen, die innerhalb der Produktionstechnik effizientere Produktionsmethoden einführten oder die Verarbeitung bestimmter Materialien erst ermöglichten. Die Produktionstechnik besteht aus den drei Hauptgebieten
- der Fertigungstechnik, die Werkstücken eine bestimmte Form verleiht,
- der Energietechnik, die sich mit der Bereitstellung mechanischer, thermischer oder elektrischer Energie befasst, und
- der Verfahrenstechnik, die sich um die Umwandlung von Stoffen kümmert. Hier wird insbesondere die Umwandlung von Erzen in Metalle behandelt; für chemische Grundstoffe siehe Technische Chemie.
Bereits in vorindustrieller Zeit erreichte die Produktionstechnik ein hohes Niveau. Aus Erzen konnte man in Rennöfen und später in Hochöfen Metalle schmelzen, legieren und durch Gießen oder Schmieden zu Werkstücken verarbeiten. Die dafür benötigte Wärme konnte man durch die Verbrennung von Holz und Holzkohle erzeugen, mechanische Energie wurde durch Wind- und Wassermühlen bereitgestellt und für den Betrieb von Blasebälgen oder Hammerwerken genutzt. Holz wurde durch Sägen, Bohren oder Drehen bearbeitet.
Ab der ersten industriellen Revolution begann sich die Produktionstechnik schneller zu entwickeln: Zum Frischen von Roheisen nutzte man das Puddelverfahren, das auf Steinkohle basiert, die auch bei den neuen Dampfmaschinen eingesetzt wurde. Sie diente zum Antrieb von ebenfalls neuen Werkzeugmaschinen, mit denen man Textil-, Dampf- und Werkzeugmaschinen herstellte. Als neuer Ort der Produktion entstand die Fabrik.
In der Hochindustrialisierung entstanden neue Verfahren, mit denen man Stahl als günstiges Massenprodukt herstellen konnte (Bessemer-, Thomas- und Siemens-Martin-Verfahren). Durch die Rationalisierungsbewegung wurde auch im Maschinenbau die Großserienfertigung etabliert, die auf Typisierung, Standardisierung, Normung und Austauschbau beruht.
Gegen 1900 konnte man in der zweiten industriellen Revolution mittels Turbinen in Kraftwerken elektrische Energie erzeugen, die man zum Antreiben von Elektromotoren nutzen konnte. Mit der Elektrolyse konnte man neue Werkstoffe wie Aluminium gewinnen und mit Elektroöfen Stahl erzeugen. Die Werkzeugmaschinen erhielten einen elektrischen Einzelantrieb und waren dank neuer Schneidstoffe wie dem Schnellarbeitsstahl deutlich leistungsfähiger. Außerdem konnte man Passungen nun maschinell fertigen. Die Wissenschaftliche Betriebsführung von Frederick Winslow Taylor und die Massenproduktion am Fließband von Henry Ford machten Nähmaschinen, Fahrräder und Autos zum Massenprodukt und Konsumgut.
Die dritte industrielle Revolution schließlich ist geprägt von flexibler Automatisierung auf mikroelektronischer Basis (Computer, Roboter, NC-Maschinen), von neuen Energieträgern wie Erdöl oder Kernenergie.