土木工程是建造各種工程設施的科學技術的總稱。指勘察、設計、施工、維護等應用材料、設備和技術活動；也指工程建設的對象，即建造在地面或地下、陸上或水中，直接或間接為人類生活、生產、軍事、科研服務的各種工程設施，如房屋、道路、鐵路、運輸管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、機場、海上平臺、給排水、防護工程等。
工程設施建設的物質基礎是土地、建築材料、建築設備和施工機械。借助這些物質條件，經濟方便地建造既能滿足人們的使用要求和審美要求，又能安全承受各種荷載的工程設施，是土木工程的出發點和歸宿。
土木工程史上的三次飛躍
土木工程在土木工程的發展中起著關鍵作用，首先是土木建築材料作為工程的物質基礎，其次是相應發展起來的設計理論和施工技術。每當新的優秀的建築材料出現，土木工程就會突飛猛進。
早期，人們只能依靠泥土、木材等天然材料從事建築活動。後來出現了磚、瓦等人造建築材料，使人類第壹次突破了天然建築材料的束縛。中國在公元前11世紀西周早期就制造了瓷磚。最早的磚出現在公元前5世紀至公元前3世紀戰國時期的墓葬中。磚瓦的力學性能比土優越，可以就地取材，易於加工。
磚瓦的出現，使人們開始廣泛、大規模地修建房屋和城防工程。因此，土木工程技術發展迅速。直到18 ~ 19世紀，磚瓦作為土木工程中的重要建築材料已經有兩千多年的歷史，為人類文明做出了巨大的貢獻，甚至目前還被廣泛使用。
鋼材的廣泛應用是土木工程的第二次飛躍。20世紀70年代開始使用生鐵，19世紀初使用熟鐵建造橋梁和房屋，這是鋼結構出現的前奏。
從19世紀中期開始，冶金工業冶煉和軋制出抗拉和抗壓強度高、延展性好、質量均勻的建築用鋼，進而生產出高強度鋼絲和鋼纜。於是適應發展需要的鋼結構蓬勃發展起來。除了原有的梁拱結構的應用外，新興的桁架、框架、網格結構、懸索結構逐漸普及，出現了結構形式百花齊放的局面。
建築物的跨度從磚結構、石結構、木結構的幾米、幾十米發展到鋼結構的幾百米、上百米，直到近代的1000多米。於是大江大河海峽上建起了橋梁，地上建起了摩天大樓和高聳的鐵塔，甚至地下還鋪設了鐵路，創造了前所未有的奇跡。
為了適應鋼結構工程發展的需要，在牛頓力學的基礎上，材料力學、結構力學和工程結構設計理論應運而生。建築機械、施工工藝、施工組織設計的理論也有所發展，土木工程從經驗上升到科學，在工程實踐和基礎理論上有了新的面貌，從而促進了土木工程更加快速的發展。
19世紀20年代，波特蘭水泥制成後，混凝土問世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土構件容易成型，但混凝土的抗拉強度很小，使用受到限制。19世紀中期以後，鋼材產量激增，隨之出現了鋼筋混凝土這種新型的復合建築材料，鋼材承受拉力，混凝土承受壓力，充分發揮了各自的優勢。自20世紀初以來，鋼筋混凝土被廣泛應用於土木工程的各個領域。
自20世紀30年代以來，預應力混凝土出現了。預應力混凝土結構的抗裂性、剛度和承載力遠高於鋼筋混凝土結構，因此應用更為廣泛。土木工程進入了鋼筋混凝土和預應力混凝土占主導地位的歷史時期。混凝土的出現給建築帶來了新的經濟美觀的工程結構形式，給土木工程帶來了新的施工技術和工程結構設計理論。這是土木工程的又壹次飛躍發展。
土木工程的特點
壹項工程設施的建設壹般要經過勘察、設計和施工三個階段，這需要運用工程地質勘察、水文地質勘察、工程測量、土力學、工程力學、工程設計、建築材料、施工設備、工程機械、施工經濟學等領域的知識、施工工藝、施工組織等技術，以及電子計算機和力學測試。所以土木工程是壹門綜合性學科，涉及面很廣。隨著科學技術的進步和工程實踐的發展，土木工程學科也發展成為壹個內涵廣泛、門類眾多、結構復雜的綜合體系。
土木工程是隨著人類社會的發展而發展的。它所建造的工程設施反映了各個歷史時期社會經濟、文化、科技的發展狀況，因此土木工程成為社會歷史發展的見證之壹。
在古代，人們開始建造簡單的房屋、道路、橋梁和溝壑，以滿足簡單生活和生產的需要。後來，人們為了滿足戰爭、生產生活和宗教傳播的需要，修建了城市、運河、宮殿、寺廟等建築。
許多著名的工程設施顯示了人類在這個歷史時期的創造力。例如，中國的長城，都江堰，大運河，趙州橋和應縣的木塔，埃及的金字塔，希臘的帕臺農神廟，羅馬的供水工程，羅馬圓形大劇場(鬥獸場)，以及其他許多著名的教堂和宮殿。
工業革命後，特別是20世紀，壹方面，社會對土木工程提出了新的需求；另壹方面，社會各領域都為土木工程的進步創造了良好的條件。因此，這壹時期的土木工程有了突飛猛進的發展。世界各地湧現出大型現代化工業廠房、摩天大樓、核電站、公路鐵路、大跨度橋梁、大直徑運輸管道和長隧道、大運河、大壩、大型機場、大型海港和海洋工程。現代土木工程不斷為人類社會創造全新的物質環境，成為人類社會現代文明的重要組成部分。
土木工程是壹門實踐性很強的學科。早期的土木工程是通過工程實踐，總結成功的經驗，特別是吸取失敗的教訓發展起來的。從17世紀開始，以伽利略和牛頓為首的現代力學與土木工程實踐相結合，逐漸形成了作為土木工程基礎理論學科的材料力學、結構力學、流體力學和巖體力學。只有這樣，土木工程才能從經驗逐步發展到科學。
在土木工程的發展過程中，工程實踐經驗往往先於理論，工程事故往往表現出不可預見的新因素，引發新理論的研究和發展。到目前為止，許多工程問題的處理在很大程度上仍然依賴於實踐經驗。
土木工程技術的發展主要依靠工程實踐而不是科學實驗和理論研究的原因有二:壹是壹些客觀條件過於復雜，無法如實地進行室內實驗或現場測試和理論分析。如地基、隧道、地下工程的應力變形及其隨時間的變化，仍需參考工程經驗進行分析判斷。第二，只有進行新的工程實踐，才能揭示新的問題。比如建起了高層建築、高聳的塔樓、大跨度的橋梁，工程的抗風、抗震問題凸顯，可以發展這方面的新理論、新技術。
在長期的土木工程實踐中，人們不僅十分註重建築藝術，而且取得了卓越的成就；此外，對於其他工程設施，通過使用不同的建築材料，如石材、鋼材和鋼筋混凝土，許多具有美麗藝術和良好功能的項目都與自然環境相協調。中國古代的萬裏長城，現代世界的許多電視塔和張橋都是例子。
土木工程的發展趨勢
現代土木工程的特點是:為適應各種工程建設快速發展的要求，人們需要建造大型、大跨度、高聳、輕型、大型、精密和現代化的設備建築。它不僅要求施工質量高、速度快，而且要求經濟效益高。這對土木工程提出了新的課題，促進了這壹學科的進步。
強度高、重量輕的新材料不斷湧現。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料(FRP)已經被使用。在提高鋼和混凝土的強度和耐久性方面取得了顯著成就，並在繼續取得進展。
施工區域的工程地質和基礎結構，以及其在自然狀態下的應力和力學性質，不僅直接決定基礎的設計和施工，而且往往關系到工程設施的選址、結構體系和建築材料的選擇，對地下工程影響較大。目前工程地質和地基勘察技術仍以野外鉆探取樣和室內分析試驗為主，具有壹定的局限性。為了適應現代大型建築的需要，迫切需要利用現代科學技術創造新的調查方法。
以往的總體規劃往往是依靠工程經驗提出幾個方案，從中選出最優的壹個。由於土木工程設施規模日益擴大，用系統工程的理論和方法來提高規劃水平是必要的，也是可能的。超大型土木工程，如大壩，會引起自然環境的變化，影響生態平衡和農業生產，這種工程的社會效應既有利也有弊。在規劃中，我們要綜合考慮，趨利避害。
隨著土木工程規模的擴大，以及隨之而來的施工工具、設備和機械向多品種、自動化和大型化發展，施工也越來越機械化和自動化。同時，組織管理開始應用系統工程的理論和方法，越來越科學；壹些工程設施的建設繼續趨向於結構和部件的標準化以及生產的工業化。這樣不僅可以降低成本，縮短工期，提高勞動生產率，還可以解決特殊條件下的施工問題，從而建成過去難以施工的工程。