一、古代
对土木工程的发展起关键作用的，首先是作为工程物质基础的土木建筑材料，其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时，土木工程就会有飞跃式的发展。
人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前11世纪的西周初期制造出瓦。最早的砖出现于公元前5世纪至公元前3世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作。
砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18～19世纪，在长达两千多年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，为人类文明做出了伟大的贡献，还被广泛采用。
二、近代
钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。 17世纪70年代开始使用生铁、19世纪初开始使用熟铁。
从19世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材，随后又生产出高强度钢丝、钢索 。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的梁、拱结构外，新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广，出现了结构形式百花争艳的局面。
建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米，直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥，在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔，甚至在地面下铺设铁路，创造出前所未有的奇迹。
为适应钢结构工程发展的需要，在牛顿力学的基础上，材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展，土木工程从经验上升成为科学，在工程实践和基础理论方面都面貌一新，从而促成了土木工程更迅速的发展。
19世纪20年代，波特兰水泥制成后，混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途受到限制。
19世纪中叶以后，钢铁产量激增，随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥了各自的优点。20世纪初以来，钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。
从30年代开始，出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，大大高于钢筋混凝土结构，因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。
混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。
现代
第二次世界大战之后的科学技术的迅速发展，使得土木工程可以以现代科学技术为依托进一步发展。最重要的土木材料及建筑材料：混凝土和钢都有较大的发展，强度成倍提高，可靠性，耐久性等其他性能也有了很大改善。
分支
1、工程测量学
工程测量学为一种应用测量学原理，应用在各种工程上，例如道路、隧道、桥梁及住宅等，主要是将原本在工程图说上的设计图放样到现场，以利工程人员依照所放样的位置制做出。
工程图纸上的设计图上的构造物，其放样的结果的正确性甚为重要，若错误可能导致工程甚大损失，工程测量所需成本对工程成本而言甚小，但重要性甚大。
2、材料科学与工程
土木工程的建造过程必须使用各种金属材料或非金属材料，因而与材料科学与材料工程密切相关。材料科学本身就是一个跨领域学科，涉及物质的性质及其在各个科学和工程领域的应用。它研究材料的制备或加工工艺、材料的微观结构与材料宏观性能三者之间的相互关系的科学。
涉及的理论包括应用物理学、固体物理学及化学等；而在与土木工程的结合上则衍生出土木材料、结构材料、建筑材料、机械材料、耐火材料等不同应用。
随着近年来媒体将注意力大量集中在奈米科学和奈米技术上，材料科学在许多大学被推到了最前沿。它也是工程鉴定和破坏分析中的一个重要组成部分。
3、大地工程
大地工程又名土力工程、岩土工程、地工技术，主要研究泥土构成物质的工程特性。大地工程师会研究从工地采集的泥土样本和岩石样本中的数据，然后计算工地上的建筑所需的格构。地基、地桩、护土墙、水坝、隧道等都是需要大地工程师为工程提供土力意见的建设项目。
大地工程可以细分为土壤力学、基础工程、工程地质、岩石力学等学科。
4、结构工程
结构工程是分析和设计荷载作用下的建筑结构的工程学科。结构工程通常被归类为土木工程的分支，但也可以作为一门独立学科来研究。 结构工程师通常参予房屋建筑和其他大型结构的设计，但也能参与到诸如机械、医疗设备、车辆等结构可靠性会影响使用和安全的领域。
结构工程师必须按照国家或行业规范来设计，确保安全性（如：结构不能在毫无征兆的强况下破坏）、可维护性以及可用性（如：房屋不能有太大的变形，避免使用者不适）。设计出来的建筑必须能承受巨大的荷载，以及气候变化和自然灾害。
结构工程理论是建立于在不同场地和材料下，结构所表现出来的物理规律和工程经验之上。结构设计一般用少数几种简单的结构构件来组成复杂的结构体系。
5、地震工程
地震工程又名防震工程，是当建筑物受到地震影响时对其结构行为的研究，用以减少地震发生时对于建筑物的损害，属于结构设计和土木工程的一环。振动控制技术和基础隔离是地震工程里最强而有力和最经济的工具。
6、水利工程
水利工程是为了控制、利用和保护地表及地下的水资源与环境而修建的各项工程建设的总称。土木工程中着重于水流体的自然运动与人工输送及利用的一门分支。
该工程领域与桥梁、水坝、河道、运河以及防洪堤等关于水流、江川及洋海堤道工程的设计与施工有着密切的关联，亦涉及公共卫生与环境工程等这些和水相关的环境生态及用水范畴。
水利工程主要的工作为各种水工结构物，包括水坝与河海堤防、给水管网与集水管网、生态永续、洪水管理、沉积物运移以及其他的与水土保持工程和大地工程有关的事务。
7、环境工程
环境工程为应用科学与工程之方法来改善环境（包括空气、水、土地资源），进而为人类之居住以及其他生物体提供对健康有益的水、空气以及土壤，亦包括污染场址之复育。我们可经由教育大众、保护环境、订立规定以及应用良好工程实作来减轻与控制对环境的负面影响。
8、交通工程
交通工程是土木工程学中的一个分支，包括公路交通、铁路交通、航空交通、航海交通、管道交通五项内容。
以上内容参考 百度百科-土木工程
土木工程的发展史经历了古代、近代和现代三个阶段. 1、古代的土木工程的历史跨度很长,它大致从旧石器时代（约公元5000年起）到17世纪中叶.当时的各种设施主要依靠经验,根本没有什么设计理论可言.所用的材料也是十分简单的自然原料.如石块、草筋、土抷等.到了公元前一千年左右才开始采用烧制的砖.并且,这一时期的工具也是很简单.尽管如此,我们的老祖宗还是给我们留下了许多有历史价值的建筑,甚至有些工程从现代的角度来看也是非常伟大的、难以现象的. 2、近代的土木工程的时间跨度为17世纪中叶到第二次世界大战前后,历时300余年.在这一时期,土木工程逐渐形成一门独立学科.与古代的土木工程相比,它有了自己新的特点和提高. 首先,有力学和结构理论作为指导.如1683年意大利学者伽利略发表了“关于两门新科学的对话”.1687年牛顿总结出力学三大定理.1852年法国的纳维建立了土木工程中结构设计的容许应力法.其次,砖、瓦、木、石等建筑材料得到日益广泛的使用,混凝土、钢材、钢筋混凝土以及早期的预应力混凝土得到发展.如1824年波特兰水泥的发明.1867年钢筋混凝土开始应用于土木工程史上.1859年火炉炼钢法的成功使得钢材得以大量生产并应用于房屋、桥梁的建筑上.最后,施工技术进步很大,建造规模日益扩大,建造速度大大加快. 3、现代的土木工程为20世纪中叶第二次世界大战结束后至今的土木工程.二战以后,许多国家经济起飞,现代科学技术迅速发展,从而为土木工程的进步发展提供了强大的物质基础和技术手段. 时代的不同,其建筑史的发展也有所差异,此时期的建筑具有以下特点：土木工程功能化；城市建设立体化；交通运输高速化.由于社会发展出现了以上3方面的要求,必然使得构成土木工程的3 个要素：材料、施工和理论也要出有新的发展趋势,即建筑材料的轻质高强化,施工过程的工业化、装配化,设计理论的精确化、科学化。