19世纪60年代开始，清政府及其官员为了“自强”“求富”，开展了长达30年之久的洋务运动。兴办近代大机器工业是洋务运动的重要内容，在“师夷长技以制夷”思潮指导下，中国近代军事工业起步，各地洋务运动领导人在全国建造了一批官办船厂和军工企业，天津机器制造局就是其中非常具有代表性的一个，开启了中国工业近代化的历程。

　　江南制造局和福州船政局相继成立后，恭亲王奕害怕地方官僚权势过重，为了增强京畿军事实力，1866年他上奏，表示应该在直隶建立由满族官僚控制的新式军工企业，加强中央对军事工业的掌控，他在奏折中写道，“练兵之要，机器为先……现在直隶即欲练兵，自应在就近地方添设总局，仿外洋军火机器成式实力讲求，以期多方利用。设一旦有事，较往他省调拨，匪唯接济不穷，亦属取用甚便”。江苏巡抚丁日昌也表示“天津距京不远，而又近海，购料制造不为费手，宜速于扼要处添设机器厂”。1867年，三口通商大臣崇厚在天津筹划创办了“军火机器总局”，并聘请丹麦驻天津领事密妥士担任总管，负责采买机器、雇佣工匠，机器总局的所有技术人员均来自英国。1870年李鸿章任直隶总督时接办机器总局，改名“天津机器制造局”，李鸿章接办后，一面整顿局务，一面通过扩建厂房、增添机器、建造火药库，扩充天津机器制造局。在《筹议天津机器局片》中李鸿章提出了三项主要整顿措施，即用湖北补用道沈保靖，换掉洋人密妥士，总办天津机器制造局，津海关道陈钦会同经理，以避免洋人把持；自主选择所用机器设备，避免盲目购货；将多用无用之员淘汰。在李鸿章的主持下，天津机器制造局生产规模不断扩大，厂房设备倍增，逐渐走向繁荣。

　　最初设立时，天津机器制造局在天津东门外贾家沽道，占地54万平方米，毗邻北洋水师学堂、水雷学堂和电报学堂，称为“东局”，以制造火药、枪炮、子弹和水雷为主。1868年又在海光寺建“西局”，“以备东局机器随时添配物件、零星家具之用”。“东局”规模宏大，机器设备齐全，有机器存放间42座共280余间，洋匠住房160余间。1872年后增设铸铁和熟铁厂、锯木厂、子弹厂、提磺厂、淋硝新厂，续建3座碾药厂，并新建饼药厂，改建了洋枪厂，增建了电气水雷局，建造了习艺厂、药厂化学堂等。1874年西局合并到东局，购地23.9万平方米，建成3座洋式药库，并新添400余间厂房，工匠人数增至2000余人，能制造洋枪、火药、水雷等军械产品。1881年1月25日，朝鲜曾派一支由38名学徒和工匠组成的大规模使团抵达天津，考察天津机器制造局。朝鲜使团遴选使在他的日记中留下了天津机器制造局宏大的机器生产场景，他写道：“连箱罐数30间，千百机器皆用一轮之力。”到1893年，天津机器制造局已经成为当时中国“洋军火之总汇”，集机器制造、基本化学、金属冶炼、铸造加工、船舶修造等多种综合生产能力于一身，是世界上最大的火药制造厂之一。

　　天津机器制造局的主要职责是生产军火，这些军火主要用于供应北洋水师、直隶、热河、察哈尔、奉天、吉林、黑龙江、西北边防备军和淮系各地驻军使用。在中俄、中法、中日甲午战争中，都大量使用了天津机器制造局制造的军火。除了生产军火，天津机器制造局还制造了一些军舰和特殊船舶。天津机器制造局在设立之初，就在东局外开挖了船坞1座，购置修造船舶的机床设备，并在局内与船坞之间铺设轨道，方便船舶进出。此外，天津机器制造局还负责修理北洋水师军舰和运输漕粮的招商局船只。1875年，天津机器制造局创造性地建造了一艘用于海河挖泥的疏浚船——“直隶号挖泥船”。据张寿在《津门杂记》中记载，该船“其状如舟，大亦如之，名曰挖河船，以铁为之，底有机器，上为机架，形如人臂，能挖起河底之泥，重载万斤，置之岸上，旋转最灵，较人工费省而工速，诚讲求水利不可少之器也”。1878年李鸿章在奏折中说，“该局承办之事，不仅制造军火，如驻巡北洋之‘镇海’‘操江’轮船，需煤、需料、修船、修器皆由该局承应。运直、晋赈粮之福建、江南轮船，运江、浙漕粮之招商局轮船，一有损坏，亦由该局拨工拨料，星夜修办。此外如挖泥机器船等类，应随时整理者不少”。1880年，天津机器制造局建成了中国自制第一艘潜水艇，是近代舰艇工业史上的一大创举；同年，还建造了第一套舟桥，由130余只行军桥船组成，舟桥的建成，使得“百丈之河顷刻布成平地”。1887年天津机器制造局为慈禧太后造了两艘游船，“翔云”和“捧日”号，为游览昆明湖之用，1891年又新添御用汽船“恒春”号。

　　从1875年到1891年，天津机器制造局建造了大小船只11艘，成为洋务派在中国北方经营的最大综合性近代军火工厂。1900年在八国联军侵华战争中，天津机器制造局遭到毁灭性破坏，不久“鞠为茂草，荡然无存”。1901年都统衙门将天津机器制造局残存的机器设备陆续变卖、销毁。

　　天津机器制造局的建立是面对内外压力时，寻求变革的重要措施，具有积极的意义。天津机器制造局的建立标志着清朝开始尝试发展自己的军事工业，作为洋务运动的一个重要组成部分，天津机器制造局试图通过学习西方科学技术和管理经验，自行生产武器装备，发展中国自己的军事和船舶工业，以实现国家富强，同时也体现出天津城市的包容性和开创性。天津机器制造局的成立，开中国近代工业先河，为中国军事工业的发展奠定了坚实的基础。