早的挖掘机是以人力或畜力为动力，用于挖深河底的浚泥船，铲斗容量一般不超过0.2～O.3米3；1833～1836年，美国人奥蒂斯设计和制造了台蒸汽机驱动、铁木混合结构、半回转、轨行式的单斗挖掘机，生产率为35米时，但由于经济性差没有应用。70年代经过改进的蒸汽铲正式生产并应用于露天矿剥离。1880年又出现了批以拖拉机为底盘的半回转式蒸汽铲。

20世纪初至40年代末，挖掘机进入动力和行走装置多样化的阶段。1910年，出现了台电机驱动的单斗挖掘机；1912年出现了汽油机和煤油机驱动的全回转式单斗挖掘机；1916年出产了柴油发电机驱动的单斗挖掘机；1924年柴油机直接驱动开始用于单斗挖掘机上；履带式行走装置于1910年开始采用。轮胎式行走装置随着汽车工业的发展，广泛用于小型挖掘机。30年代，出现了步行行走装置；50年代中期，德国和法国相继研制出全回转式液压挖掘机，从此挖掘机的发展进入一个新阶段。

多斗挖掘机也有100多年的历史。法国于1860年生产了世界上早的、结构比较成熟的多斗挖掘机，用于苏伊士运河开挖工程。1889年，美国生产的多斗挖沟机可挖宽0.29米、深1.4米的沟渠。19世纪末，斗轮挖掘机在德国褐煤采掘中得到广泛应用，至1958年，每个铲斗容量已达3600升。1977年，联邦德国制造了世界上的斗轮挖掘机，其生产率为24万米日。