當(dāng)人類(lèi)進(jìn)入文明時(shí)期，人類(lèi)開(kāi)始逐步探索并利用自然界中蘊(yùn)藏的豐富的天然能源，其中利用最廣的是風(fēng)力和水力。在水力的利用上，古代中國(guó)算是比較早使用水力驅(qū)動(dòng)的國(guó)家。古中國(guó)早在漢朝時(shí)期（公元前202—220年）就開(kāi)始利用水力磨坊生產(chǎn)谷物。桓譚于公元20年左右所著的《新論》中描述了太古三皇之一伏羲發(fā)明了杵與研缽，后來(lái)又研制出水磨。書(shū)中的描寫(xiě)體現(xiàn)出公元1世紀(jì)水力磨坊在中國(guó)已廣為使用:“宓犧之制杵臼，萬(wàn)民以濟(jì)，及后世加巧，因延力借身重以踐碓，而利十倍杵舂，又復(fù)設(shè)機(jī)關(guān)，用驢、騾、牛、馬及役水而舂，其利乃且百倍?！惫?1年，東漢官員杜詩(shī)發(fā)明了水排，它是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)械裝置，利用水力傳動(dòng)機(jī)械，使皮制的鼓風(fēng)囊連續(xù)開(kāi)合，將空氣送入冶鐵爐，鑄造農(nóng)具。

風(fēng)能利用，已有數(shù)千年的歷史，在蒸汽機(jī)發(fā)明以前，風(fēng)能曾經(jīng)作為重要的動(dòng)力，用于船舶航行、提水飲用和灌溉、排水造田、磨面和鋸木等。最早的利用方式是“風(fēng)帆行舟”。埃及可能是最先利用風(fēng)能的國(guó)家，約在幾千年前，他們的風(fēng)帆船就在尼羅河上航行。中國(guó)是最早使用帆船和風(fēng)車(chē)的國(guó)家之一，至少在3　000年前的商代就出現(xiàn)了帆船。唐代有“乘風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄?！钡脑?shī)句，可見(jiàn)那時(shí)風(fēng)帆船已廣泛用于江河航運(yùn)。最輝煌的風(fēng)帆時(shí)代是中國(guó)的明代，14世紀(jì)初葉中國(guó)航海家鄭和七下西洋，龐大的風(fēng)帆船隊(duì)功不可沒(méi)。明代以后，風(fēng)車(chē)得到了廣泛的使用，宋應(yīng)星的《天工開(kāi)物》一書(shū)中記載有:“揚(yáng)郡以風(fēng)帆數(shù)扇，俟風(fēng)轉(zhuǎn)車(chē)，風(fēng)息則止”，這是對(duì)風(fēng)車(chē)的一個(gè)比較完善的描述。中國(guó)風(fēng)帆船的制造已領(lǐng)先于世界。方以智著的《物理小識(shí)》記載:“用風(fēng)帆六幅，車(chē)水灌田，淮陽(yáng)海皆為之”，描述了當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)懂得利用風(fēng)帆驅(qū)動(dòng)水車(chē)灌田的技術(shù)。中國(guó)沿海沿江地區(qū)的風(fēng)帆船和用風(fēng)力提水灌溉或制鹽的做法，一直延續(xù)到20世紀(jì)50年代，僅在江蘇沿海利用風(fēng)力提水的設(shè)備曾達(dá)20萬(wàn)臺(tái)。12世紀(jì)，風(fēng)車(chē)從中東傳入歐洲。16世紀(jì)，荷蘭人利用風(fēng)車(chē)排水、與海爭(zhēng)地，在低洼的海灘地上建國(guó)立業(yè)，逐漸發(fā)展成為一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家。今天，荷蘭人將風(fēng)車(chē)視為國(guó)寶，北歐國(guó)家保留的大量荷蘭式的大風(fēng)車(chē)，已成為人類(lèi)文明史的見(jiàn)證［1］。

雖然風(fēng)和水等自然能源在很多地方得到利用，但是由于它們存在的天然局限性和效率不高的原因，并未給人類(lèi)發(fā)展帶來(lái)具有變革意義的影響。