对土石方工程进行挖、钻、铲、推、装、运、卸、压实等施工作业的机械。它的发展是随着工业的进步，机械行业设计制造水平的提高逐步形成和完善的。中国水利工程施工在20世纪50年代初期大都采用手工劳动，或以简单机具为主进行，以后逐步发展到半机械化作业，70年代以后，在有的工程上已发展到全部机械化。水利工程的土石方施工技术复杂，有各类水工建筑物的地基基础开挖，堤坝的填筑与碾压，筑坝材料的开采，以及石方的明挖和洞挖等等。结合土石方工程特点，对土石方机械应具备的要求是：①有较高的生产能力和效率，能在艰苦作业条件下耐使用；有较好的通过性能，能在松软土质上移动和作业。②工作机构能适应不同土质如硬冻土、砂卵石、松散淤泥等。同时要具备多种功能担负挖装运卸作业。③便于运输，为适应要求，整机能解体分成若干部件，利用运输机械运往工地。④动力装置不应受能源供应限制，一般以柴油机或电能为动力；要求节约能源，保证质量和安全，经济效益好。

根据工程的性质和特点，土石方机械一般可分为陆上和水下，露天和地下作业机械。按施工作业类别分：①准备工程机械：为工程全面施工作准备，如修铺道路、平整场地、清除覆盖层和风化及松土等，有除荆机、拔根机、松土机、平地机、推土机等。②挖装铲运机械：对土、沙、石料进行开挖或采掘，能自行完成铲、装、运、卸土石料的机械，有挖掘机、挖沟机、装载机、铲运机等。用于渠道开挖与维护，河道湖泊疏浚，水库清淤，沙砾石开采，堤、坝、围堰、庄台吹填等工程，有各种挖泥船、采沙船和辅助船舶。这类机械又称疏浚机械，也可归在工程船舶范围内。③土石方压实机械：用来压实所填筑的土、沙、石料的机械，有平碾、羊足碾、气胎碾、夯实机、振动碾等。④石方开挖机械：采用爆破法进行石方开挖，需先钻凿炮眼，然后装置炸药雷管引爆，目的是将坚硬岩石炸裂。此类统称凿岩打眼机械，如风钻、架钻、潜孔钻等。随着科学技术的进步和发展，在隧洞掘进方面，有能进行全断面钻眼作业的多臂钻车等。还有隧洞掘进机，是利用刀具的回转切削和挤压的力量，将岩石搞碎，可一次成洞，不用钻爆，其工效高，进尺快，洞面光滑完整，缺点是只能掘进圆形洞，洞径尺寸不能作较大调整，不同洞径需用不同型号的掘进机。