在十六世纪的意大利，威尼斯运河由于经常堵塞，成为影响人们生活的障碍，在较长时期的河道疏通工作中，早的挖掘机就此诞生。当时所谓的“挖掘机”只是模仿人们人力挖土的动作。真正意义上用于工业的挖掘机是在十九世纪产生的，以蒸汽机为驱动力的来源，驱动一个铲子进行挖掘动作。经过第二次工业革命的欧洲，新技术迅速发展，由此带动了挖掘机的三次飞跃。
对挖掘机进行分类的方式主要有三种：
一种是根据驱动方式来划分。较早的工业用挖掘机是由蒸汽机驱动的。在工业革命之后，蒸汽机诞生，其应用也扩展到挖掘机领域。这时的挖掘机主要用于铁路建设、河道开挖，构造较为简单，行走方式也比较单一，一般都是轨道式行走。履带式行走的挖掘机出现在第二次工业革命之后，内燃机成为当时工业生产的主要动力来源，内燃机在挖掘机上的应用大大地扩大了挖掘机的工作效率。直到1899年前后，世界上的电力驱动挖掘机诞生，在世界大战中，汽油机和柴油机成为了挖掘机的主要驱动器，提高了挖掘机行走动力，而且使挖掘机的应用变得更为广泛。
第二种是以传动方式来划分。早先挖掘机一般都是采用机械传动方式的，传动机构主要是齿轮、履带，这种传动方式的缺点在于，当挖掘机铲斗的负载较大，或者当挖掘机在平整度很差的操作环境中作业时，往往由于受力的突变而导致传动机构断裂，对挖掘效率的影响很大。后来液力变力矩传动逐渐出现，成为后来挖掘机发展的主流方向。液力驱动挖掘机能够避免由于开挖阻力的突增引起的突然熄火，使挖掘机工作状态稳定。到目前为止，大部分的挖掘机都是采用液压传动的。
第三种分类方式是以控制方式来划分的。挖掘机的控制方式自从挖掘机产生以来，经历了复杂的进化。从古老的杠杆原理操纵，到后来的液压和气压操纵，到现在的电气控制，遥控器控制，以及结合计算机系统对挖掘机的实时状态进行监控和控制等等，其现代化和智能化的特征越来越明显。