人類使用齒輪的時間很長，古羅馬時代，就採用齒輪機構作里程表，直到現在的里程表，很多還是採用這種原理。據
中國的典籍記載，東漢時期的水磨就採用了齒輪機構。有人推測，黃帝的指南車也採用了齒輪機構。在蒸汽機出現之前，
人類的
機械功率都很小，最多不過幾馬力，對動力傳動機構的要求不高，齒輪發展很是緩慢。除了前面提到的例子.使用最多的就是
機械式鐘錶，另外還有原始的
機械計算器。
蒸汽機的出現掀開了
工業革命的偉大篇章，
人類從未如此深刻地感覺到人力的渺小。印使是今天，如果我們到大型的
機械製造廠裡面參觀，
機械動力的巨大力量仍然讓我們感到震驚。動力的問題解決之後，
機械機構的設計日新月異，齒輪也不例外。齒輪機構實際上是一種動力機構，基本的用途在於改變運動的速度和方向。相對於其他動力機構，齒輪能夠傳輸的功率更大，安全性更高，使用壽命更長，因此在現代
工業中-得到了廣泛的應用。
關於齒輪，據說在希獵時代就有了很多設想。希臘著名學者亞里士多德和阿基米德都研究過齒輪。大約在西元前150年，希臘著名的
發明家古蒂西比奧斯在圓板工作台邊緣上均勻地插上銷子，使它與銷輪嚙合，他把這種機構應用到刻漏上，這可能是最早的齒輪應用。
西元前100年，亞歷山大的
發明家赫倫
發明了里程計，在里程計中使用了齒輪西元1世紀時，羅馬的
建築家畢多畢斯製作的小汽車式製粉機上也使用了齒輪傳動裝置。到14世紀，開始在鐘錶上使用齒輪。15世紀的大
藝術家達-芬奇
發明了許多
機械，也使用了齒輪。但這個時期的齒輪與銷輪一樣，齒與齒之間不能很好地嚙合。這樣，只能加大齒與齒之間的空隙，而這種過大的間隙必然會產生鬆弛的現象。
後來，為了使齒輪嚙合得精確，希望通過計算方法得到齒輪的形狀。所以數學家們也參加了齒輪研究工作。1674年，丹麥天文學家雷米爾發表了關於製造齒輪的基準曲線（擺線）的論述。1766年，法國的數學家卡諾又發表了更詳細的論述1767年，瑞士數學家歐拉對漸開線原理髮表了新的研究見解。1837年，英國的威列斯創造了製造漸開線齒輪的簡單方法。這樣，在生產中漸開線齒輪取代了擺線齒輪，應用曰趨廣泛a
齒輪可按齒形、齒輪外形、齒線形狀、輪齒所在的表面和製造方法等分類
也輪的齒形包括齒廓曲線、壓力角、齒高和變位。漸開線齒輪比較容易製造，因此現代使用的齒輪中，漸開線齒輪佔絕大多數，而擺線齒輪和圓弧齒輪應用較少。
在壓力角方面，小壓力角齒輪的承載能力較小；而大壓力角齒輪雖然承載能力較強，但在傳遞轉矩相同的情況下軸承的負荷增大，因此僅用於特殊情況。而齒輪的齒高已標準化，一般均採用標準齒高。
變位齒輪的優點較多，已遍及各類
機械設備中。
