木牛流馬是兩種諸葛亮發明的運輸工具，木牛是獨輪車，流馬是四輪車，用於軍隊運輸糧食。不過歷史上並沒有關於木牛流馬的草圖流傳下來，所以現代想再現當時的工具還是有一定難度的，因爲運考慮到動原理的因素，樣子也不盡相同。
一、歷史上的木牛流馬
根據《作木牛流馬法》提供的信息，木牛大概是這樣的：腹部是方形的，頭部是彎曲的，每天行程較短，“宜可大用，不可小使”。單獨行駛，每天能走數十里，結隊行駛，每天能走二十里。每一木牛能載一個人吃一年的糧食，每天走二十里，推木牛那個人不會覺得疲勞。
《作木牛流馬法》中對流馬的樣子沒有太多描繪，卻記載了它各種部件的尺寸，而且十分精確。根據推測，其形制小於木牛，盛糧食的工具是兩個可拆卸的“方囊”，每個木箱可以盛米二斛三鬥。《三國志》中記載涉及木牛流馬的地方有六處，都說它們是一種運輸糧食的工具。
諸葛亮第四次北伐兵出祁山就用木牛運送糧食，木牛和流馬都是由人力驅動來運送糧食的工具，木牛比流馬大得多，承載的重量也重得多，但是運行的速度慢，適合運送大批物資，運送少量的東西不夠划算，可以用流馬。根據現在的質量守恆定律，木牛流馬類似於永動機，這是不符合歷史規律的，所以不少人認爲，所謂木牛、流馬純系小說家的杜撰。
儘管《作木牛流馬法》詳細介紹了木牛的形狀和流馬各種部件的尺寸，但由於全部是文字描述，沒有圖樣，所以無法據此復原。歷代以至現在，有不少人聲稱按照諸葛亮留下來的文獻造出了木牛和流馬，但無一例外都加進了大量個人的理解和改造，所以造出來的東西五花八門。
二、木牛流馬的原理
關於木牛流馬有多種解釋，其中一種說法是單輪木板車，是一種山路上用的帶有擺動貨箱的運送顆粒貨物的木製人力步行車。設想有一離地三尺、長四尺、高六寸的水平木條，木條左端削成車把形，右端有品字形的三個孔。再設想這樣的兩條木條被佈置成人力車的左右兩轅。再設想在兩個品字形的頂孔間插有一條三尺長的軸，在品字形的下面的兩個孔中各用小軸鉸裝着一條可以沿該小軸擺動的、另一端頂地的木柱，這個有四條腿的人力車就是木牛。
流馬是一個向上開口的，左右側壁近上緣的垂直中心線上各有一個孔的木箱。木牛的那根三尺長的軸就穿過流馬的這兩個孔，流馬可以在該軸上前後幌動。爲了不使箱中粟、米之類的載荷左右移動，有一塊縱向隔板把箱一隔爲二，而且糧食是先裝入布袋再裝入箱中的。當木牛叉開前後腿時隨時可以停在坡地上。叉開度由在該四尺長的車轅上的限位釘限制。
把車轅的把手一面拉前一面下壓，品字頂孔就移向品字左孔之上，即重心移到前腿上，此時品字右孔被撬高，即後腿不受力並被凌空提起，在重力作用下或流馬上的梢釘推動下向前腿靠攏。當重心移出品字左孔時，木牛已向前移動了半步，再向前就要顛覆了，此時可把手把迅速向上拉起並向前拉。
使品字頂孔向後移至品字右孔之上使重心落在後腿上，前拉的結果是使後腿叉開，同時前腿被流馬上的銷釘推向前。木牛就這樣走完餘下的半步。木牛是有前轅的獨輪車，流馬是沒有前轅的獨推小車，這也是一種關於木牛流馬的主要觀點。
