1866年10月6日，清政府批准总署奏请，命三口通商大臣崇厚筹设天津机器局。
曾国藩、李鸿章、左宗堂等洋务派从19世纪60年代积极举办军事工业，虽然在镇压太平天国等农民起义中起了作用，但客观上削弱了中央权力。特别是这些人都是汉族官僚。所以奕劻奏请在直隶设局制造。次年5月开局，初名“天津军火机器局”，1870年正式称为天津机器局。聘丹麦驻天津领事英国人密妥士为总管，全以英人为技师，工2000左右。规模仅次于江南制造局。开办经费共20余万两。常年经费由天津、烟台两海关拨用四成洋税，每年约30余万两。80年代后还有增加。但由于管理腐败，生产的火药成本，比采买之价还高。1870年，李鸿章调任直隶总督后，该局改由李鸿章接办。李鸿章从南方调来大批职工，将局里的“北方旗人、汉人都解雇了”。机器局完全被李所控制，打破了奕劻等加强中央办军事工业的意图。该局分东西两局，东局设在城东贾家沽，以制造火药、枪炮、子弹和水雷为主；西局设在城高海光寺，以制造军需器具、物资和开花子弹为主。经李鸿章扩充后，还制造挖泥船、皇家游艇等。东局还附设水师、电报学堂。1893年又建成一个炼钢厂。1895年改称“北洋机器制造局”。 它为李鸿章巩固北洋势力起了极其重要的作用。1900年遭八国联军严重破坏。
