人类是从什么时候开始使用
齿轮的呢，准确的时间已无从考察了。
在希腊的阿里斯特·特雷斯所著的《机械的问题》一书里，保留着青铜、铁质齿轮的记载。我们认为这不是阿里斯特·特雷斯想象出来的齿轮，而是当时金属齿轮已经在被使用的证明，这是大约2300年前的事情。
希腊的阿基米德也有关于齿轮的记载。在他的文章中，提到了阿里斯特·特雷斯没有提到过的蜗杆，以及利用蜗杆传动的绞车，这个记载比阿里斯特·特雷斯大约晚了100年。
在这之后，又有两三个人用图形的形式表示出了更先进的机械。这些都是以人力为动力，获得更大力量的装置。
作为传送动力、动能机械的齿轮是在稍晚时出现的。从实物的出现来说，有罗马时代遗迹出土的铁质灯笼形齿轮、印度的棉核抽取机、瑞典古城出土的石制斜齿轮等。此外，还有其他各种各样的文献和形形色色的学说。
中世纪时，齿轮开始用于钟表，这已经与当代的齿轮非常接近了。13—14世纪，欧洲各地在制作自鸣摆钟时，也采用了齿轮。但像这样使用齿轮还只是一种特殊的现象，齿轮真正的普及是在15世纪。尽管如此，齿轮与普通家庭生活还是有很大距离。
15世纪后半叶，著名的莱昂纳多·达·芬奇在齿轮技术史上写下了色彩浓重的一笔，留下了丰硕的成果。例如各种种类的齿轮，即现今社会使用的齿轮的原型，都被达·芬奇用图例的方式集中表示出来。这里面有交错轴斜齿轮、锥齿轮、螺杆、环面蜗杆、端面齿轮、准双曲面齿轮等。
此外，由左右摆动转变为向同一方向旋转运动的机械、利用水力旋转的轧辊机等机械图样中，都用到了齿轮。在螺旋钻机械上，也装有转动齿轮。
进入16世纪后，出现了好几本记载着各种装有齿轮机械的书籍。
要保证钟表的精确性，就必须保证齿轮的精确性。要达到这个目标就必须研究齿廓(齿形)。因此，从17世纪起，人们开始了对齿形的理论研究。
进人18世纪后，机械工业日益发达。经过工业革命，近代真正的机械工业也成长了起来，这一切都离不开齿轮制作方法的发展。
在日本，齿轮的发展历史在各种各样的文献上都有记载，但是都不确切。较准确的事实是：它是通过基督教传教士以贸易的方式进口或送给日本的欧洲钟表上计时有关的零件……因此在日本，最早的齿轮是舶来品。当然，与此同时也出现了各种维修的工作。金属齿轮的制作出现在元禄3年(1690年)出版的书籍里，书有钟表师用锉刀锉削齿轮的图样。
其他方面，日本好像也能独立制作木制齿轮，将它用于 制作钟表、12叶的水车、自动装置。根据记载伴随水车发展出现了木制齿轮的文献，故可推想日本的齿轮历史或许更早于钟表进口的时代，但是这个推想已无法证实了。