《三国演义》第一百零二回中，有诸葛亮制造木牛流马的描述：
忽一日，长史杨仪入告曰：“即今粮米皆在剑阁，人夫牛马，转移不方便，如之奈何？”孔明笑曰：“吾已运谋多时也。前者所积木料，并西川收买下的大木，教人制造木牛流马，转移粮米，甚是便当。牛马皆不水食，可以日夜转运不停也。”众皆惊曰：“自古及今，未闻有木牛流马之事。不知丞相有何妙法，造此奇物？”孔明曰：“吾已令人依法制造，没有齐备。吾今先将造木牛流马之法，尺度方圆，长短阔狭，开写理解，汝等视之。”众大喜。
紧接着介绍了制造木牛之法：方腹曲头，一脚四足；头入领中，舌着于腹。……每牛载十人所食一月之粮，人不大劳，牛不饮食。
造流马之法：肋长三尺五寸，广三寸，厚二寸二分……众将看了一遍，皆拜伏曰：“丞相真神人也！”
司马懿听说后，派人去抢了数匹木牛、流马，并将这些木制的牛马拆开开来，描图像形加以仿制，不到半月，竟也造出了千余匹，一经运用，也与蜀军所造效果一样，奔波进退如活的通常。所以，魏军也用它们去陕西转移粮草，自以为得计，“往来不停”。岂不知，这恰恰中了诸葛亮之计。原来，表面上看，魏军造的木牛流马与蜀军所造几无二致，但在这些牛马的唇舌以内却有窍门机关。当诸葛亮发现魏军开端用他们仿制的木牛流马转移粮草时，忍不住心中一阵暗喜，便派大将王平带领1000名战士以魏军装扮混入运送队，暗中将木牛、流马口中舌头改变，使牛马便不能行动。合理魏兵怀疑为怪物时，诸葛亮又派五百名战士装扮成神兵，鬼头兽身，用彩色涂面，一边燃放烟火，一边驱牛马而行。魏兵呆若木鸡，以为诸葛亮有神鬼相助，也不敢追逐，诸葛亮就这样垂手可得地取得许多粮草。这么奇特的运送东西，可以“人不大劳，牛不饮食”，在当时可算是巧思绝作了，因而有诗赞曰：“剑关险峻驱流马，斜谷高低驾木牛。后世若能行此法，输将安得使人愁？”可是依据现在的质量守恒定律，木牛流马类似于永动机，这是不符合前史规则的，所以不少人以为，所谓木牛、流马纯系小说家的臆造。
可是依据史书记载，诸葛亮的确制造过木牛、流马。《三国志?诸葛亮传》记载：“(建兴)九年(231)，亮复出祁山，以木牛运，粮尽退军……十二年春，亮悉群众由斜谷出，以流马运，据武功五丈原，与司马宣王关于渭南。”尽管上述记载没有《三国演义》描写得那么奇特，但也可以从中看出诸葛亮以木牛、流马运粮的前史事实。那么，木牛、流马终究什么样的机械呢？《诸葛亮集》中的一段文字，应该是可靠的材料：“木牛者，方腹曲头，一脚四足，头人领中，舌著于腹。载多而行少，宜可大用，不行小使；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，转者为富裕，覆者为牛背，方者为牛腹，垂者为牛舌，曲者为牛助，刻者为牛齿，立者为牛角，细者为牛鞅，摄者为牛鞭轴。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。”这段记载，尽管对木牛形象作了描写，而且下文还对流马的有些尺度作了记载，可是因为没有任何什物与图形存留后世，多年来，围绕着木牛、流马，大家作过许多猜测。
一种定见以为，木牛、流马都是经诸葛亮改善的普通独轮推车。这种说法，源自《宋史》、《后山丛谈》、《稗史类编》等史籍，以为木制独轮小车在汉代称为鹿车，诸葛亮加以改善后称为木牛、流马，北宋才呈现独轮车的称号。这两种独轮车都很共同，其车形似牛似马，具有共同的运送功用。木牛有前辕，引入时人或畜在前面拉，人在后边推。而流马和木牛大致相似，仅仅没有前辕，跋涉时不必拉，仅靠人推。值得一提的是，三国时蜀汉偏处西南一隅，马匹有限，而且多被用于马队作战。运粮运草主要靠人力，这样，木牛流马便应运而生，发挥了很大的效果。这种说法还以四川渠县蒲家湾东汉无名阙反面的独轮小车浮雕等什物史料为佐证，以为这些东汉的独轮车，都再现了木牛、流马的容貌。可是，有人对此颇有微辞，以为四轮车与独轮车的机械原理非常简单，无须大书特书，诸葛亮的本领也不至于如此平庸。
还一种定见以为，木牛、流马是新款的主动机械。《南齐书?祖冲之传》说：“以诸葛亮有木牛流马，乃造一器，不因风水，施机自运，不劳人力。”意思指祖冲之在木牛流马的基础上，造出更胜一筹的主动机械。以此推论，三国期间使用齿轮制造机械已属常见，后世所推重的木牛流马，不行能是汉代已有的独轮车，很有可能是令祖冲之感兴趣的、运用齿轮原理制造的主动机械。可是惋惜的是并无什物留于后世。
第三种定见以为，木牛、流马是四轮车和独轮车，可是何者为四轮，何者为独轮却观念截然相反。宋代高承《事物纪原》卷八以为：“木牛即今小车之有前辕者；流马即今独推者是，而民间谓之江州车子。”而范文澜则以为，木牛是一种人力独轮车，有一脚四足。所谓一脚即是一个车轮，所谓四足，即是车旁前后装四条木柱；流马是改进的木牛，前后四脚，即人力四轮车。尽管它们的尺度与古代的木牛流马不一样，但工作原理差不多：木牛的载分量对比大，跋涉缓慢，对比适宜在乎缓的道路上运行；流马则是专门用于山区运送的东西。并估测，当年诸葛亮北伐曹魏，所需粮草需要从悠远的川西平原运到秦陇地区，沿途既有平原也有山地。尤其是出川的“蜀道”，险阻高低，沿江的许多栈道是在峭壁上开凿的，又窄又险，有的只要一米多宽，也只能包容‘流马”这种独轮车经过。这两种彻底相左的结论，咱们也没法评判哪一种准确。
还有一种争辩更有意思，即木牛和流马终究是一物还是两物。全国闻名的研讨三国史专家谭良啸以为，木牛和流马为一物，是一种新的人力木制四轮车；新疆大学机械工程学院高级工程师王湔也以为，二者同属一物，并制造出一种具有牛的外形、马的步态的模型。王开则以为，木牛与流马是两种东西，前者是人力独轮车，后者是经改进的四轮车。同济大学园林建筑专家陈从周等则勘测了川北广元一带现存古栈道的遗迹，掌握了宽度、斜度及承重等数据，以为二者乃二物：木牛有前辕，引入时有人或畜在前面拉，后边有人推；流马与木牛大致一样，但没有前辕，不必人拉，仅靠推力跋涉，外形像马。
上述几种观念，不胜枚举，终究哪一种说法最符合木牛流马的原貌，至今仍难以评说。近来，四川省博物馆文物修正专家李刚把3000多块碎陶片恢复成一辆完整的三轮马车，该车的断代在东汉与三国之间。他以为即是前史上载说的诸葛孔明的木牛流马。这辆是一件殉葬品，只要什物三分之一大。高1.15米，车厢高1米，全长2.56米。该车有许多领先的地方。首要，通常马车只要两个轮子，这样，马不只要吃力拉车，还要承当车身的分量；而三轮马车的呈现减轻了马的承重担负，增加了马车的稳定性，让它的牵引力更大，然后运送更多更重的货品。其次，传统二轮马车的车身和马之间靠“辕”衔接，“辕””的长度注定了马车转弯半径大，不适合在狭隘的山路上行走；而三轮马车在前面的轮子和后边的车厢之间有个“转向器”，适合在狭隘山路上转弯。不过关于“人不大劳，牛不饮食”，李刚也不能解说清楚。诸葛亮假如九泉之下有知，一定会懊悔最初没有留下具体的制造图解。