Avant l'invention de la machine à vapeur par Watt, le moulin était le moteur de toute l'industrie. A partir de la fin du XVe siècle, l'hydraulique est étudiée et certaines expérimentations sont mises en place afin de mieux comprendre les principes de la dynamique des fluides. Les premiers temps sont difficiles, certaines théories erronées émergent et restent admises plusieurs décennies. Ainsi, les techniques utilisées dans l'industrie ne commenceront à être améliorées qu'à partir du XIXe siècle.


C'est principalement au début de l'essor industriel du XVIIIe que les scientifiques s'attachèrent à découvrir les bases théoriques de l'hydraulique, dans le but d'améliorer le rendement de la principale source d'énergie. On utilisait alors principalement des roues verticales.
Ainsi, au début du XVIIIe siècle, des mécaniciens tels que Newton ou Bernoulli s'intéressèrent à la pression exercée sur les pales d'une roue par le courant. Antoine Parent (1666-1716) conclut que le rendement maximal était obtenu lorsque la vitesse de la pale est égale au tiers de la vitesse du courant, ce qui est vrai si on considère que l'eau n'agit que sur une pale à la fois. Puis Borda en 1753 et Smeaton en 1767, à l'aide de nouveaux dispositifs expérimentaux trouvèrent une nouvelle valeur. Il fut alors admis que le rendement maximal était obtenu pour une vitesse de pale égale au 2/5 de la vitesse du courant.
Borda finit par obtenir les résultats exacts : le rendement maximum est obtenu pour une vitesse de pale égale à la moitié de celle du courant. Ses études approfondies sur les roues hydrauliques lui valurent le respect de ses confrères. Il fut ainsi nommé commissaire de l'Académie des Sciences.
D'autres paramètres tels que la forme des pales, leur inclinaison ou leur nombre sur la roue furent également étudiés à cette époque.


Les roues qui virent le jour durant la seconde moitié du XVIIIe siècle étaient souvent de grand diamètre. Avant cela, seule la machine de Marly construite sur la Seine de 1678 à 1685 possédait une grande roue. Elle avait été commandée par Louis XIV et refoulait l'eau de la Seine en 3 étages, à l' aide de 14 roues de 12 mètres de diamètres qui alimentaient 259 pompes. Elle était destinée à alimenter le château de Versailles. Elle avait un mauvais rendement puisqu'elle ne développait que 150 ch. Alors que 700 étaient disponibles. Elle fut détruite en 1964.
Une autre étape importante fut franchise par Poncelet qui, en 1828, introduisit l'idée de courber les pales des roues par dessous afin d'améliorer leur rendement. Il calcula ainsi la forme idéale des pales et étudia également la vanne d'admission.
C'est également durant le XVIIIe siècle que le bois fut lentement abandonné pour le fer. A partir du milieu du XIXe siècle, il n'y eu plus de développement majeur. L'étape suivante de l'utilisation de l'énergie hydraulique fut la mise en place des turbines qui apparurent après le milieu du XIXe siècle. La première turbine est conçue par Claude Burdin et est réalisée par son élève Fourmeyron.