奴隶制时代，奴隶是最主要的动力来源。家畜虽已普及，却没有代替人力的使用。配套工具的缺陷使得家畜的能量难以发挥。例如牛适合拉重物和大车，马力虽15倍于人力，但只能发挥出人力的4倍。故一匹马相当于4个奴隶，但一匹马的食量不少于4个人。此外，古代也没有马掌，因此一直把人作为主要原动力，直到水磨的出现。

水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能资源丰富。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可被利用。也有部分水能用于灌溉。水的落差在重力作用下形成动能，从河流或水库等高位水源处向低位处引水，利用水的压力或者流速冲击水轮机，使之旋转，从而将水能转化为机械能。

水磨，又可称为水车，是一种使用流动的水作为动力的磨。它使用水轮或水涡轮机以驱动机械运作，例如研磨、滚动或锤击。可以完成许多产品工艺，包括磨面粉、切割木材、造纸、纺织和许多金属制品等工艺。因此，水车可用于锯材厂、造纸厂、纺织厂、锤磨机、轧钢机与拉丝厂等地方。水车的分类主要是通过转轮的垂直或水平放置的方向，前者为垂直水车通过一个齿轮来带动机械，而后者则配有水平水车。前一种类型可以进一步划分，取决于水击打拨片的位置。另一种分类方式为按照水车的位置来划分，例如：潮水车为在大潮中移动的水车，船舶水车在船上使用。

水车最早出现在公元前3世纪古希腊的波拉考拉轮，最早的书面记录是在希腊工程师菲罗（Philo，公元前280—220）的论文中。水平水车出现在公元前3世纪上半叶作为希腊殖民地的拜占庭，而垂直水车出现于公元前240年托勒密时期的亚历山大。希腊地理学家斯特拉波在他的地理学报告中指出，水动力的谷物磨已经存在于公元前71年之前的小亚细亚宫殿中。同时，在公元元年前后的文学作品中，也出现了水磨（水车）。^[2](www.daowen.com)

在1086年左右，仅仅在英国就有约5 624个水车，其中只有2%被现代考古调查所发现。后来的研究人员估计，英国当时约有6 082个水车，这个数字相对比较保守。其原因是英格兰北部的状况从来没有被正确地记录下来。1300年，这个数字已经上升到10 000到15 000。

船舶厂和潮汐磨坊也在6世纪出现了。近年来，一些新的考古发掘已经发现了目前为止最早的潮汐水磨，这些就是发现在公元6世纪的爱尔兰海岸小镇沃特福德。一种在公元630年左右使用的双水槽水平轮式的潮汐磨，在另一个小岛屿被发现。