在自然界中，人类并不是最强大的，但却是最聪明的，因而才能够成为取得令人瞩目的文明成就。早在原始社会时，古人便已经能够利用自己的智慧来提升自己的“武力值”，用于猎杀动物和击败敌人。在许多古装剧中，都曾出现过一种大型器械，它可以将石块、弹药发射出去，远距离地重创敌人，这便是抛石机。
谈及抛石机这样的“黑科技”，不得不对一件古人的狩猎工具：石球。顾名思义，石湫便是用石头制成的球状物。这种工具大概是经由石块发展而来的，是用于投射的武器。在许家窑—侯家窑遗址中，曾出土有大量大小不等的石球。
如图所示，这类石球看起来颇似后来的“炮弹”。当时古人在狩猎时，便是成群结队地携带弓箭和石球，与猎物进行搏斗。关于石球的用法，学界存在多种说法，除了直接用以手抛外，还有栓绳投掷说。将石球拴起来铆足力气投出，大体可以视为后世投石机的雏形。
至迟到战国时，我国已经出现了用于攻城拔寨的抛石机。与此前手工投掷不同，这种大型器械成了战场上的大杀器，可以在中远距离抛掷大型石块，用于击溃城垣和重创守城敌人。不过，早在两千多年前的战国时期，尚无弹性超强的弹簧，古人是如何将石块投掷出去的呢?
其实，要理解这个问题，可以想类比下这个问题：古人在没有弹簧的情况下，不照样制造出了强弓硬弩这样的武器么?同样的道理，即便没有弹簧，但古人的智慧却往往能够创作出令人称赞的奇迹。
早期的抛石机，有单梢和多梢之分，均靠人力在远离抛石机的地方一同拉连在横杆上的梢来将石弹抛出。梢，也称炮梢，被架在大型的木架上，其一头用绳索拴着皮套，用于盛放石弹，另一头则系着许多绳套，用于供人拉拽。
抛石机的原理，主要是利用了杠杠原理，靠着人力突然拉拽，将另一端的石弹弹射出去，如同一个加长版的手臂一般。在实战过程中，抛石机也经过了不断的改良。
宋代以前的抛石机，主要是靠人力或畜力发射，即以强壮的士兵或战马同时向要发射的反方向突然用力，让另一端的石弹沿着抛物线的轨迹射出，从而打击敌人。
后来，随着蒙古军队的东征西讨，在攻打城池的过程中也重视起了抛石机。蒙古军队曾对抛石机进行改良，设计出了双弩背的复合弓结构，原理如同弩机，甚至可以用其发射燃油筒和特制的铁箭。
在征战西亚的过程中，蒙古人又接触到了一种配重式的投石机。这种投石机用重物取代了人力和畜力，多了一个绞盘，在使用时士兵先利用绞盘将重物升起，装上石弹后释放重物。这样的投石机又被称作“回回炮”。回回炮所用的理学远离更为复杂，但却得以减少了操作人员，还节省空间。
类似回回炮这种投石机，已经能够通过调整重物来控制射程和力度，并使得投掷的准确度得到了极大提升。在实战过程红，人们除了用投石机发射石弹外，有时还会投射药物与燃烧物混合的特殊“炮弹”。在瘟疫横行时，攻城者甚至会将腐烂的人畜尸体经投石机发射到对方城池，以造成更大的杀伤力。在南宋初年陈规所撰的《守城机要》中，曾对投石机(炮)有过描述：
攻城用大炮，有重百斤以上者，若用旧制楼橹，无有不被摧毁者。
由此来看，即便古代没有大型弹簧，但人们却在生产和实践中总结了许多知识，并将其用在发明和改良器械上。抛石机(投石机)这类战场上的大杀器，即便是放在今天，也同样具有相当大的威力。