木牛流马，为三国时期蜀汉丞相诸葛亮与妻子黄月英及蒲元等人发明的运输工具，分为木牛与流马，史载建兴九年至十二年（231年－234年）诸葛亮在北伐时所使用，其载重量为“一岁粮”，大约4百斤以上，每日行程为“特行者数十里，群行二十里”，为蜀国十万大军提供粮食。另外还有机关防止敌人夺取后使用。不过，确实的方式、样貌现在亦不明，对其亦有不同的解释。
其中一种说法是单轮木板车，是一种山路用的带有摆动货箱的运送颗粒货物的木制人力步行机。
上图为山东淄博市博物馆展出的木牛流马模型
设想有一离地三尺、长四尺、高六寸的水平木条，木条左端削成车把形，右端有品字形的三个孔。再设想这样的两条木条被布置成人力车的左右两辕。再设想在两个品字形的顶孔间插有一条三尺长的轴，在品字形的下面的两个孔中各用小轴铰装着一条可以沿该小轴摆动的、另一端顶地的木柱，这个有四条腿的人力车就是木牛。
流马是一个向上开口的，左右侧壁近上缘的垂直中心线上各有一个孔的木箱。木牛的那根三尺长的轴就穿过流马的这两个孔，流马可以在该轴上前后幌动。为了不使箱中粟、米之类的载荷左右移动，有一块纵向隔板把箱一隔为二，而且粮食是先装入布袋再装入箱中的。
当木牛叉开前后腿时随时可以停在坡地上。叉开度由在该四尺长的车辕上的限位钉限制。把车辕的把手一面拉前一面下压，品字顶孔就移向品字左孔之上，即重心移到前腿上，此时品字右孔被撬高，即后腿不受力并被凌空提起，在重力作用下或流马上的梢钉推动下向前腿靠拢。当重心移出品字左孔时，木牛已向前移动了半步，再向前就要颠覆了，此时可把手把迅速向上拉起并向前拉，使品字顶孔向后移至品字右孔之上使重心落在后腿上，前拉的结果是使后腿叉开，同时前腿被流马上的销钉推向前。木牛就这样走完余下的半步。
流马在木牛的上下动作下会像打踿跹那样产生前后摆动，何时把手把拉上、压下和拉前当然要和流马的摆动频率配合，所以操作须要有一定的技巧和经验。只要使流马保持稳定的摇摆，对操作者来说肯定最省力。当木牛流马在直路上下坡时，可以完全自动化。此时可以利用装在流马上的梢钉抬起和压下水平木条和前、后腿。
《三国志注》引《诸葛亮集》中有关木牛流马的记载：
“木牛者，方腹曲头，一脚四足，头入领中，舌著于腹。载多而行少，宜可大用，不可小使；特行者数十里，群行者二十里也。曲者为牛头，双者为牛脚，横者为牛领，转者为牛足，覆者为牛背，方者为牛腹，垂者为牛舌，曲者为牛肋，刻者为牛齿，立者为牛角，细者为牛鞅，摄者为牛秋轴。牛仰双辕，人行六尺，牛行四步。载一岁粮，日行二十里，而人不大劳。流马尺寸之数，肋长三尺五寸，广三寸，厚二寸二分，左右同。前轴孔分墨去头四寸，径中二寸。前脚孔分墨二寸，去前轴孔四寸五分，广一寸。前杠孔去前脚孔分墨二寸七分，孔长二寸，广一寸。后轴孔去前杠分墨一尺五分，大小与前同。后脚孔分墨去后轴孔三寸五分，大小与前同。后杠孔去后脚孔分墨二寸七分，后载克去后杠孔分墨四寸五分。前杠长一尺八寸，广二寸，厚一寸五分。后杠与等版方囊二枚，厚八分，长二尺七寸，高一尺六寸五分，广一尺六寸，每枚受米二斛三斗。从上杠孔去肋下七寸，前后同。上杠孔去下杠孔分墨一尺三寸，孔长一寸五分，广七分，八孔同。前后四脚，广二寸，厚一寸五分。形制如象，靬长四寸，径面四寸三分。孔径中三脚杠，长二尺一寸，广一寸五分，厚一寸四分，同杠耳。”
现代仿制品都是一些爱好者自己捣鼓的。