农业生产由使用原始的人畜力农具逐步发展为使用现代机械动力、农业机械的过程。是农业工程的一个重要组成部分。机械的使用改变了传统农业的面貌，是使一个国家的社会经济得到全面发展的基础。因此农业机械化是国家现代化的一个重要标志，受到各国政府和人民的普遍重视。
农业机械化是以机械工程技术为农业服务的。人类从事农业生产，开始时只靠人的体力，利用木制、石制、骨制工具，从事简单生产。约在公元前3000年前后，在美孛不达米亚、埃及等地开始了用牛拉犁的历史。畜力的使用，标志着人类农业生产进入了一个新的时期，一直延续到近代。以应用拖拉机为标志的农业机械化，出现于20世纪初，在第二次世界大战以后，得到很快的发展，现在已成为全世界农业发展的共同趋势。
农业实现机械化，既要求在技术上能提供适用的机械，也要求有使用机械的社会经济条件。17世纪末至18世纪80年代蒸汽机的发明，使人们开始使用机械动力。欧洲文明被带到美国，遇到开发西部广阔地域的机会，使美国成为世界上领先发展农业机械化的国家。1776年美国独立时，政府决定拨给每个农户160英亩土地。发展生产的需要使马匹和马拉农具很快发展起来。1880年左右，出现了利用40匹骡马牵引的原始的谷物联合收割机，一天可收获小麦10公顷以上。蒸汽机应用于农业，在欧洲和美国都曾经出现。首先是用于排灌、脱粒、农产品加工等固定作业，随后也曾试用于田间移动作业，但因为过于笨重，始终未能完全取代人畜力耕作。
现代机械引入中国，可以追溯到19世纪末和20世纪初，开始兴办碾米、磨面、制茶、轧花等农产品加工厂，并在一些地方开办农事试验和垦殖公司，使用从国外引进的耕作机械。同时还有一些工厂仿制和小量生产小型动力机、水泵和粮、棉、油等加工机械。40年代在上海、南京、苏州等地建立农具制造厂，生产手动喷雾器、犁、播种机、中耕机等新式畜力农具，试办了少数机械化农场、抽水机站和乡村工业示范工厂，但收效甚微。在东北和冀鲁豫解放区，也创办了查哈阳、九三、冀衡等国营机械化农场。
1949年中华人民共和国成立后，开始在全国范围内推广使用新式畜力农具，逐步建立和发展国营机械化农场和拖拉机站。1959年成立农业机械部，开始建立比较完整的农业机械工业体系，以本国制造的拖拉年底，全国农机总动力由1980年的1.5亿千瓦增加到2.87亿千瓦，农用拖拉机达到779.4万台，其中小型拖拉机698万台，机耕面积4833万公顷，占耕地总面积的51%，机播面积2160万公顷，占总播种面积的15%；机电提灌面积2730公顷，占全国有效灌溉面积的56%（见表1、2）。
表1中国主要农业机械保有量
表2中国主要作业的机械化水平
机械化对农业生产的重大促进作用表现在：可以极大地提高人的劳动功效，从而保证大面积上的农事作业得以及时进行；可以实施许多人力、畜力无法完成的作业，如深耕、旋耕、深施肥料、联合收获等等，从而为作物创造更好的生长环境；可以提水灌溉、排涝、喷药杀虫、灭草，从而可以在一定程度上抗御自然灾害。农业机械化无论在加强精耕细作、提高作物的单位面积产量方面还是在扩大耕地面积，提高作物的总产量方面都是不可缺少的。此外，机械是实施许多技术措施的重要手段。如作为土地治理工程的组成部分，要使大面积的洼地、盐碱地、沙漠等变为农业的高产地区，没有机械化是不可想象的。作为农副产品加工工程的手段，机械化又能生产出种类繁多的高质量加工产品，既满足社会日益增长的需要，又能使农产品的产值大幅度提高，还能使许多原来被认为是废物的物料如作物秸秆、牲畜粪便等等转变为宝贵的肥料或饲料、工业原料。因此通过机械化可以使一个国家的自然资源得到充分的利用。机械化与其他措施相结合还能促进种植业和养殖业的工厂化和自动化，如蔬菜与花卉的无土栽培、鸡与猪的全封闭式饲养等，不应用机械工程技术都是不可能实现的。
表3几个国家农业实现机械化的成就
一些经济发达国家，充分发挥农业机械化的作用，在近几十年内，创造出了人类历史上的伟大成就，那就是以很少的直接从事农业生产的劳动力，生产出丰富的农产品，养活很多人（见表3）。有些国家，土地十分有限，但也建成了发达的农业，在他们那里，普遍的不是食物不足，而是食物过剩。农业劳动生产率的提高，使更多的人可以从事农业以外的其他事业，也促进了整个社会的劳动生产率的提高，从而使全体人民的生活水平得以提高，国民经济得到全面发展。因此农业机械化的意义，已经不仅止于对一个国家农业产生的影响，而且是整个现代文明的一个必要的基础条件。马克思关于“超过劳动者个人需要的农业劳动生产率，是一切社会的基础”的论断，已经被这些国家的实践所证实。当然这些成就不是机械化一个因素发展的结果。农业科学技术和有关的各种工程技术的发展，以及社会经济的全面发展都是不可少的，但机械化无疑是关键的因素。
农业机械化是农业工程的重要组成部分。20世纪50年代以前，按西方国家的学科分类，农业工程由农业动力、农业机械和农业机械化、农村电气化、水土关系及水土保持、农村建筑等四部分组成，反映了机械工程、电气工程、水利工程和建筑工程为农业服务的四个基本的方面。那时的农业动力主要指在农村应用的固定作业动力和在田间移动作业的拖拉机，而农业机械化则主要指种植业的耕、耙、播、收等作业的机械化。50年代以后，随着农业的社会化和专业化以及各种工程技术的发展，农业工程所包括的范围有了显著的扩大。如动植物生长环境的人工控制工程，农产品保鲜、贮存、加工工程，食品工程，农场废物处理与农村能源工程，农场规划和经营管理等等都成为农业工程的新的内容，并得到了快速发展。作为农业工程基础之一的机械工程的应用随之也更为广泛，发展到多种作物、多种作业的机械化，并且与其他工程技术深入结合，成为综合的农业工程技术的重要组成部分。现代电子计算机与自动控制技术和生物工程技术在农业中的应用都离不开机械的配合，更显示了机械工程技术在农业工程中的重要性。