抛石机在古代是一种攻守城池的有力武器，用它可抛掷大块石头，砸坏敌方城墙和兵器；而越过城墙进入城内的石弹，可杀伤守城的敌兵，具有相当的威力。这种抛石机除了抛掷石块外，还可以抛掷圆木、金属等其它重物，或用绳、棉线等蘸上油料裹在石头上，点燃后发向敌营，烧杀敌人。在火器出现后，抛石机并没有立即从战争舞台上消失，人们还利用它“力气”大的特长，用来抛射燃烧弹、毒药弹和爆炸弹。相传抛石机发明于我国周代，当时叫做“抛车”。春秋时期，抛石机已经被应用于战事。据《范蠢兵法》记载，当时用抛石机可将重达6 千克的石头抛至100 多米的距离——这比徒手抛扔石块远多了。抛石机的原理非常简单，它实际上是一种依靠物体张力（如竹、木板弯曲时产生的力）抛射弹丸的大型投射器。典型的靠扭力发射的抛石机由三部分构成。地上的坚固沉重的长方形框架，一根直立的弹射杆，顶上装有横梁的两根结实的柱子。弹射杆的下端插在一根扭绞得很紧的水平绳索里，绳索绑在长方形框架的两端，正好位于支撑架下面的位置。平时绳索使弹射杆紧紧顶牢支撑架上的横梁。弹射杆的顶部通常做成勺子的形状，有时在弹射杆的顶端装一皮弹袋。弹射时，先用绞盘将弹射杆拉至接近水平的位置，再在“勺子”或皮弹袋里放进岩石或其它种类的弹体。当用扳机装置松开绞盘绳索时，弹射杆便以很大的力量恢复到垂直位置，并与横梁撞击，用惯性将弹体以弧形轨道弹向目标。
抛石机抛石机衡量抛石机的作战性能主要有两点
一是抛物重量；二是抛射距离。抛石机的射程一般在50至300 步之间，石弹重量由数斤至上百斤不等。拽炮人数可根据目标 远近增减，普通抛石机需用40人，大型抛石机需用200 人至300 人拉拽，一次可将重达200 至300 斤的石弹射到300 步之外，使对方“谍碎楼坍”，威力极大。抛石机在当时所起的作用，实际上与后来的火炮相近。
抛石机发明伊始，即成为军队中的重要攻、守城兵器，在频繁的战争中发挥着重要的作用。但早期的抛石机有一个很大的缺点，它必须在敌人阵地前埋设，操作人员在敌人的弓箭射程内施工，容易导致伤亡。为了解决这个问题，一种带轮子的抛石机应运而生。公元200 年，曹操讨伐袁绍时，在抛石机的下面装了四个轮子，叫霹雳车，亦叫做发石车。这种发石车可以在作坊里制成，不需临阵架设.
建安五年（公元200 年），曹操率军在官渡（今河南中牟境内）迎击袁绍军队的进攻，史称官渡之战。当时，袁绍率十余万步卒和骑兵攻占黎阳后，连中曹操用兵之计，痛失颜良、文丑两员大将。袁绍初战失利，锐气受挫，于是变分兵进击为结营紧逼，企图以优势兵力迫使曹军决战。袁军兵至官渡，依托沙丘修筑工事，东西计有数十里之长，形成了与曹军对峙之势。为了削弱曹军的力量，袁军在其营中修筑土山，造高橹，以众多的弓奇手居高临下，在橹的防护下向曹营发射箭矢，使曹军在一段时间内处于被动挨打的境地。为了稳定防御态势，打破袁军的远战优势，曹操集中了一批能工巧匠，造出了装有轮子的抛石机——霹雳车，并且利用夜色的掩护和有利的气象条件，突然在袁军营垒前展开。顿时，无数石弹飞人袁营，坚固的高橹被砸了个稀巴烂，大量弓弩手中弹丧命，小土山成了打击的大目标，袁军的坚固工事损失惨重。霹雳车为官渡之战中曹军的胜利发挥了很大的作用。
纵观抛石机的发展，我们可以看到，早期的抛石机抛物重量轻，毁伤能力有限，在战场上只能击毙士兵，破坏战车等。发石车还可用做攻城武器。自从火药发明以后，发石车还可用来发射“火药弹”等燃物，因而成为纵火兵器。随着火箭、火铳的出现，发石车便退出了历史舞台。在官渡之战以后的千余年里，历次攻守城之战几乎都有发石车的身影。唐朝武德4 年（公元621 年），李世民在东定中原战争中率军攻打东都宫城时，使用了发石车，抛射30千克重的石头可达200 步。公元645 年，在第一次东征作战中，唐军连续12天用发石车、撞车，昼夜猛攻辽东城，给守敌造成了重大伤亡。公元757 年，史思明攻打太原城，守将李光弼制造了用200 人挽索发射的巨型发石车，向城外大量抛射石弹，这些石弹铺天盖地般向围城的守军袭来，每发石弹能伤数十人，打得敌兵难以招架，最后只得收兵回营。公元1234年，元军攻打汴梁，架发石车数百只，昼夜发射，所发射的石弹几乎填平了北宋的护城河。公元 1283 年正月，元军在进攻南宋的关键一仗中，先对樊城发起总攻，先以熟悉水性的士兵潜人水中沉木断索，烧毁浮桥，切断其与襄城的联系。接着兵分多路，并配以威力大、射程远的新式发石车，水陆夹攻樊城。北面战舰直趋城下；西南面元军先头部队撕破一个缺口，攻人城内；东北方向元军主力冒死强攻，终于破城而人。樊城陷落，襄阳如齿失唇。元军在加紧围攻的同时，间以喊话招降，而且以发石车不断轰击城楼。2 月，南宋主将吕文焕见突围无望，又慑于元军压力，终以城降。此战突破了南宋战略防御体系，为元军长驱直人南宋腹地打开了通道。 发石车的效率较低，作战时往往贻误战机，而且抛射时投入人力较多，操作不便。为适应作战的需要，人们曾设想将它改进成连续抛射的兵器。三国时期，魏国有一个名叫马钧的机械发明家，曾试验利用车轮不断转动的原理，制成了转轮式抛石机，称做“车轮炮”，能将石头连续抛射出去，加大了发射频率，提高了发石车的杀伤破坏威力。
据史料记载，马钧是个肯钻研的人，他曾创制过许多机械工具，如织绫机、翻车（即后来的龙骨水车）、指南车等。在一次战斗结束后，他看到缴获蜀军的战利品中，有许多据说是诸葛亮组织工匠制造的连弩。他认真而仔细地研究了这些连弩的机械部分，很受启发，认为这种弩机威力还可以提高好多倍。于是，他苦心钻研试验，终于制成了一种用于攻城的车轮炮。
明代茅元仪所著的《武备志》中对马钧的车轮炮作了这样的说明：“每轮辐条十八根，长一尺四寸。每条左右傍铳二杆。铳内装火药铅子_一骡驮架二轮。以皮条护铁吕以固药子，连木架重二百余斤。三军附之。如临敌，将架置地，先取一轮安在柱上，随其高低转打。二军可执七十二人之器也。”
从这里可以看出，这种车轮炮的威力相当大，效能比单个抛石机提高几十倍，并采用骡驮，运送转移方便灵活。它的结构设计也很合理，安装了转柱，便于车轮转动，一架车轮上可装36发石弹，一骡驮两轮，就有力发石弹炮。两个射手可以连续操作发射这么多石弹，其声势和威力可谓大矣！车轮炮的出现，可以说是射击兵器由单发到连发的最早尝试和探索，这为火炮向连动式发展提供了早期准备。
