Aanvankelijk werden graafmachines handmatig bediend. Vanaf hun uitvinding tot 2013, meer dan 130 jaar geleden, hebben ze een geleidelijk ontwikkelingsproces ondergaan, evoluerend van door stoom-aangedreven roterende graafmachines naar elektrische en door verbrandingsmotoren-aangedreven roterende graafmachines, en uiteindelijk naar volledig automatische hydraulische graafmachines die gebruik maken van mechatronische technologie. De eerste hydraulische graafmachine werd met succes uitgevonden door de Poclain-fabriek in Frankrijk. Door de toepassing van hydraulische technologie werden in de jaren veertig hydraulische graaflaadmachines op tractoren ontwikkeld. In 1951 werd de eerste volledig hydraulische graafmachine gelanceerd door de Poclain-fabriek in Frankrijk, wat geheel nieuwe mogelijkheden opende in de ontwikkeling van graafmachinetechnologie. Begin en midden-jaren vijftig werden achtereenvolgens getrokken hydraulische graafmachines met volledige rotatie- en volledig hydraulische rupsgraafmachines ontwikkeld. Vroege prototypes van hydraulische graafmachines maakten gebruik van hydraulische technologie van vliegtuigen en werktuigmachines, waarbij hydraulische componenten ontbraken die geschikt waren voor verschillende bedrijfsomstandigheden van graafmachines, wat resulteerde in een onstabiele productiekwaliteit en onvolledige onderdelen. Vanaf de jaren zestig kwamen hydraulische graafmachines in een stadium van wijdverbreide acceptatie en snelle ontwikkeling terecht, met een snelle toename van het aantal graafmachinefabrikanten en productvariëteiten wereldwijd, en een sterke stijging van de productie. Tussen 1968 en 1970 vertegenwoordigde de productie van hydraulische graafmachines 83% van de totale graafmachineproductie, bijna 100%.
Graafmachines van de eerste- generatie: de opkomst van elektromotoren en verbrandingsmotoren voorzag graafmachines van geavanceerde en geschikte elektrische apparaten, wat leidde tot de ontwikkeling van verschillende graafmachineproducten. De eerste elektrische graafmachine verscheen in 1899. Na de Eerste Wereldoorlog werden ook dieselmotoren in graafmachines gebruikt; deze dieselmotor (of elektromotor) aangedreven mechanische graafmachines waren de eerste generatie graafmachines.
Graafmachines van de tweede-generatie: door het wijdverbreide gebruik van hydraulische technologie kregen graafmachines steeds meer wetenschappelijke en geschikte transmissieapparatuur. De hydraulische transmissie ter vervanging van de mechanische transmissie was een grote sprong voorwaarts in de graafmachinetechnologie. De eerste hydraulische graafmachine werd in 1950 in Duitsland geboren. De hydraulisering van mechanische transmissie is de tweede generatie graafmachines.
Graafmachines van de derde- generatie: de wijdverbreide toepassing van elektronische technologie, vooral computertechnologie, zorgde ervoor dat graafmachines konden beschikken over geautomatiseerde controlesystemen, en stimuleerde graafmachines ook naar hoge prestaties, automatisering en intelligentie. Het concept van mechatronica ontstond rond 1965, en de toepassing ervan in massaal geproduceerde hydraulische graafmachines begon rond 1985, voornamelijk voor energiebesparing. De elektrificatie van graafmachines is een kenmerk van de derde generatie graafmachines.
Fabrikanten van graafmachines kunnen grofweg in vier groepen worden onderverdeeld. Buitenlandse merken domineren nog steeds de binnenlandse graafmachinemarkt en zijn goed voor meer dan 70% van het marktaandeel. Binnenlandse merken richten zich voornamelijk op kleine en middelgrote-graafmachines, maar hun marktaandeel neemt geleidelijk toe en stijgt met 3,6% op jaarbasis-op-jaar in 2012.
