在农业生产中，犁地翻土的器具最为重要。因为农作物必须种植在土地里。耕作制度的基本特征，也最容易从耕地翻土的方式体现出来。所以，通常人们给耕作制度分类也以耕地翻土的方式为依据。如新几内亚高地的文化，被称为“掘棒农业文化”；哥伦布到达美洲之前的美洲文化，被称为“耕锄农业文化”；古代亚洲、欧洲及北非大部分地区的文化，被称为“耕犁农业文化”。
掘棒、耕锄、耕犁，都是耕地的农具。掘棒，就是一只垂直坚硬的带尖木棒。使用方法是，棒尖朝下，破土打穴，然后将谷种播入穴中，覆土掩盖。耕锄是由石斧和木棒组成的复合农具。在石斧的横面刃部上方凿一个孔，将木棒插入孔中固定，就制成了锄。掘棒破土全凭人的手臂力量，而耕锄破土，发力状态并不单一，挥舞时，锄柄起到延长力臂的作用；起土时，锄柄又起到杠杆作用。所以，耕锄比掘棒破土效率高。耕犁主要是由犁头、犁床和犁辕组成的复合农具。使用方法是，一人扶辕，前方有一人或两三人牵引，后来牵引改用畜力。掘棒和耕锄都是一个人用两只手臂自上而下发力破土，不仅个人力量有限，而且受土壤的阻力很大。耕犁向前发力破土，能让几个人齐心协力使劲，而且连续不断，甚至还可以借用畜力；再加上横向破土比纵向破土容易，所以耕犁的使用，大大提高了耕地翻土的效率。在掘棒、耕锄、耕犁，这三种耕地农具中，耕犁最先进。
耕犁的发明，很难说是属于哪一个民族或哪一个国家的，实际上，它是多元的。在我们中国，耕犁是从耒耜逐步发展来的。
原始农业时期，人们使用掘棒破土打穴播种。使用掘棒要靠两只手臂用力，很费劲。后来，人们便在掘棒尖头上端加上一段小横木，以便脚踏，同时又将掘棒由直变曲，运用杠杆原理，以节省破土时的用力，这就是“耒”。在甲骨文中，耒被刻画为“f”形状；是一个象形字。《易?系辞下》说：“揉木为耒”。这就是说，耒是用木棒经烧烤弯制而成的。《说文》对“耒”的解释是“手耕曲木也”，非常直白。
最初的耒，只有一个尖齿。为了提高破土能力，增加一个齿，变成双齿耒。后来，人们索性在耒的破土一端安上一个石制的或骨制的平板，称它为耜冠；又在手持一端加上一横木，更利于把握。这样，耒就发展成为一种新工具，成为耜。耜靠耜冠破土，耒不再破土，演变成耜柄。
人们用耒耜耕地的方法是，手握耜柄，足踏耜冠，耜冠刺入土中，拉动耜柄，运用杠杆原理，翻起一块土垡，向后退一步，依次而耕，耕完一行，再起一行。西汉刘安编撰的《淮南子》上说：“耕者日以却”。却就是后退。刘安讲的就是耒耜的耕作方法。
在我国新石器时代早期文化遗址中，像河北武安磁山文化遗址和河南新郑裴李岗文化遗址都有石耜出土；浙江余姚河姆渡文化遗址有骨耜出土。这些考古材料证明，耒耜已经有七八千年的历史。
人们长期使用耒耜耕地，仍然感到费力多，速度慢。为了降低劳动强度，提高耕地效率，就在耒耜柄上拴根绳索，用人助拉。起初，耜冠与地面角度比较大，耜冠入土较深，人推拉起来很费劲。后来，人们调整耜冠与地面的角度，让耜齿变成一块整木，与地面平行，演变成犁床，又称犁底。安装在犁床上的耜冠演变成犁铲。耜柄变成犁把。牵引耒耜的绳索，由木杠代替，演变成拉杆。这样，一种新农具──耕犁诞生了。
耕犁出现于新石器时代晚期。在我国北方，如属于龙山文化的山西襄汾陶寺遗址，出土有三角形石犁。在我国南方，如属于良渚文化的浙江吴兴钱山漾遗址，出土上百件残损石器，大都属于石犁一类。再如浙江杭州水田畈遗址中出土的一件石犁，平面呈等腰三角形，腰长18厘米，底宽16厘米，与现在南方铁犁头相仿。龙山文化的年代约在公元前2500年至前2000年。良渚文化的年代约在公元前3300年至前2200年。由此看来，耕犁已经有四五千年的历史了。
原始的石犁头经常与硬土接触，容易破碎。到了春秋时期，先人们发明人工冶铁术，并用于农业生产。例如湖南长沙识字岭第314号楚国墓葬出土一件小铁臿，年代属于春秋晚期。河南洛阳水泥制品厂的一个属于春秋战国之交的灰坑中出土两件铁器，一件是铁锛另一件是空首镈。但是，春秋时期铁器使用还不普遍，而且只有小件铁器和小农具。进入战国时期，冶铁业迅速发展。仅齐国故城山东临淄一地就发现冶铁遗址四处，最大一处面积有40万㎡。燕国易县一地也发现冶铁遗址三处，总面积30万㎡。冶铁业的大发展，使铁器的应用得到大面积推广。从考古材料看，东起山东，西到甘肃、新疆，北自吉林、内蒙，南至两广、云南，总共二十二个省份，近百个地点出土了战国时期的铁器上千件，其中铁农具是大宗。如1955年河北石家庄的一处赵国遗址出土铁农具47件，占出土全部铁、石、骨、蚌质器具的65%。再如1953年河北兴隆一处燕国遗址出土铁范87件，其中属于农具的铁范有51件，占60%。在发现的战国时期的铁农具中，最引人注意的是铁犁铧。
战国时期的铁犁铧，最先出土于河南辉县固围村的魏墓中。铧呈“V”型，边长17.9厘米，侧宽4厘米，两边夹角为120度。这种造型合乎科学原理，破土时可以减少阻力。后来，在河北邯郸赵故城，武安午汲赵城和河北易县燕下都相继发现了V形铁犁铧。铁铧装在犁床的前端，就是给木犁套上一种V形的铁刃，俗称铁口犁。它解决了石犁容易破损的问题。但是，这种铁口犁只能破土，不能翻土，因为它没有犁壁。可见，到战国中后期，我国耕犁的构造还是比较原始的。但是，几乎与铁器推广的同时，牛耕开始流行。铁口犁与牛耕相结合，是耕作技术上的一次重要改革。
到了汉代，耕犁有了很大改进。它的改进主要表现在三个方面：
第一，增设犁壁。犁壁是安装在犁铧上管翻土的部件，古人又称之为“犁耳”或“犁镜”。迄今为止，考古工作者在陕西的咸阳、西安、礼泉，河南的中牟，山东的安丘等地，都发现过汉代的犁壁。犁壁的类型，可分为马鞍形、菱形、瓦形和缺角方形四种。马鞍形犁壁向两边翻土，而菱形、瓦形和缺角方形犁壁只能向一边翻土。曲面犁壁引导犁铧破开的土垡逐渐上移，进而使其碎断，翻过来暴晒，这样既可以疏松土壤，又可以杀灭害虫，同时，由于土块的翻开，减小了耕犁与土块的碰撞摩擦，从而提高了耕作效率。
1967年陕西咸阳窑店出土的铁铧和铁犁壁
犁壁最早出现于西汉时代，这是一项重要的技术革新。以研究世界耕犁史著称的美国学者雷斯曾说：“构成近代犁的具有特征的部位，就是和犁铧结合在一起呈曲面状的铁制犁壁，它是古代东亚所发明的。18世纪才从远东传入欧洲。”（笔者注：欧洲的耕犁到11世纪才装犁壁，晚于中国一千年。犁壁为木质，与犁铧之间留有缝隙，经常夹留土块，跟犁铧紧密相连接成为完整曲面的犁壁，是由中国传入欧洲的。）犁壁传入欧洲以后，1783年，英国近代犁具创始人斯莫尔总结犁壁原理说：“犁铲与犁壁之面应制成一连续之光滑面，不使发生任何断层。因此，自犁铲之先端起必不使出现扭曲，务使犁铲与犁壁成一完整之曲面。”从出土的汉代犁具看，斯莫尔阐述的理论，中国汉代人已经深深懂得了。汉代的犁具可以让犁铲破开的土块毫无阻碍地滑过犁壁。在古代西方典籍上记载，用犁耕地时，经常要停下来，让犁童清除犁铲表面附着的泥土，而类似的记载，在古代中国的典籍上找不到。
第二，设置犁箭。犁箭可以上下活动，用来调节犁床与犁壁之间的距离，从而控制耕犁破土的深度，以适应不同土壤、不同季节、不同气候环境以及不同作物种植的需要。《齐民要术》中就说：“凡秋耕欲深，春夏欲浅”，“初耕欲深，转地欲浅。”欧洲在罗马时期农夫要想调整耕犁的深度，只得靠自己在犁梢上施加压力。直到中世纪，欧洲农夫为深耕，经常要派一个人骑坐在犁辕上，靠增加耕犁的重量而使犁沟加深，由此可见，犁箭的发明是对耕犁的重要改进。
第三，汉代冶铁业迅速发展。炼铁炉采用多种耐火材料，增添了鼓风设备，更值得注意的是，在河南巩县铁生沟西汉冶铁遗址中发现用作燃料的煤和煤饼。秦汉以前，冶铸所用的燃料是木炭。汉代用煤作燃料炼铁，大大地提高了炉温，使铁的质量和产量不断增长。冶铁业的发展，促进了农具的铁制化。西汉中期以后，全为铁制的犁铧出现。例如1965年陕西陇县出土舌形铁铧及铧冠，1967年陕西咸阳窑店出土铁制犁铧及壁土。那时候，还出现了巨型犁铧，犁面和銎部断面均呈等腰三角形，一般重量达到9至15公斤。这种巨型犁铧需要“数牛挽行”，用来开挖大沟。全为铁制的犁具不仅提高了自身的坚固性，而且因自身重量的增加，从而提高了破土和翻土的能力。
汉墓壁画和画像石刻上都曾出现牛耕图。像1952年江苏睢宁双沟镇出土东汉画像石牛耕图；1959年山西平陆枣园西汉墓出土壁画牛耕图；1971年陕西米脂出土东汉画像石牛耕图。从这些牛耕图和出土的铁犁铧、铁犁壁看，汉代耕犁呈方架形，木制部件有犁床、犁箭、犁辕、犁梢、犁衡等；铁质部件有犁铧、犁壁。它奠定了中国传统耕犁的基本形式。当时世界上其他地区的耕犁都没有达到如此完善的程度。
1959山西平陆枣园汉墓壁画《牛耕图》
总起来看，汉代耕犁有两个特点：一个是犁床比较长，优点是具有摇摆性和速耕性，缺点是只适合浅耕，不适合深耕；另一个是犁辕又直又长，故称直辕犁。直辕犁耕地时缺乏灵活性，调头拐弯都不方便。
直辕犁进入唐代发生重大改革，并取得巨大成就，那就是江东犁的出现。江东犁是以最早出现的地区命名的。唐人所谓的“江东”，就是江南。江南水田种植稻作物。水田面积小，种植稻作物迫切要求耕犁节省畜力，灵活转弯，所以耕犁改革首先发生在江东是顺理成章的。
江东犁
有关江东犁的形制，记载在9世纪晚唐文学家陆龟蒙著的《耒耜经》中。《耒耜经》记载：“耒耜，农书之言也，民之习，通谓之犁。冶金而为之者，曰犁镵，曰犁壁。斫木而为之者，曰犁底，曰压镵，曰策额，曰犁箭，曰犁辕，曰犁梢，曰犁评，曰犁建，曰犁槃。木与金，凡十有一事。耕之土曰墢，墢犹块也。起其墢者，镵也；覆其墢者，壁也。草之生必布于墢，不覆之，则无以绝其本根。故镵引而居下，壁偃而居上，镵表上利，壁形下圆。负镵者曰底。底实于镵中，工谓之鼈肉。底之次曰压镵。背有二孔，系于压镵之两旁。镵之次曰策额，言其可以扞其壁也，皆貤然其戴。自策额达于犁底纵而贯之曰箭。前如桯（长形木）而樛（弯曲）者曰辕。后如柄而翘者曰梢。辕有越，加箭可弛张焉。辕之上，又有如槽形，亦如箭焉。刻为级，前高而后卑，所以进退，曰评。进之则箭下，入土也深；退之则箭上，入土也浅。以其上下，类激射，故曰箭。以其浅深，类可否，故曰评。评之上，曲而衡之者，曰建。建，犍也，所以柅（固定）其辕与评。无是则二物跃而出，箭不能止。横于辕之前末，曰槃，言可转也。左右系以坚乎轭也。辕之后末，曰梢中；在手，所以执耕者也。”
这段文字把江东犁的部件、结构，以及每种部件的形状、质料和作用，都讲得很清楚。从中我们可以看出江东犁由11个部件构成，重大改进有四处：
第一，犁辕由长直改为短曲，故又称“曲辕犁”。按现今的计量标准，旧式直辕犁长3米左右，前及牛肩，而曲辕犁只有两米左右，仅及牛后。由于犁辕缩短，致使犁架变小变轻，操纵灵活，便于回转，节省畜力。直辕犁的牵引一般采用二牛抬杠的方式，而曲辕犁只用一牛牵引。
第二，增装了犁评。由于犁评厚度分三级，逐级下降，推进犁评，使犁箭向下去，犁铧插入地深；拉退犁评，使犁箭向上来，犁铧插入地浅，犁评的三级厚度，可以适应深耕、中耕、浅耕的不同需要。
第三，改进了犁壁。曲辕犁的犁壁呈圆形，适应又称犁镜。犁镜可以将翻起的土块推到一旁，减少前进阻力，而且能够翻覆土块，折断草根。这样，既杜绝了杂草的再生，又可将杂草变为肥料。
第四，设置了犁槃。曲辕犁在辕末加置了犁槃，再以绳索连接牛轭。犁槃可以转动，跟长直辕比，灵活性提高了。此种装置适合驾驭单牛耕作。用绳索代替长直辕连接牛轭，既可以提高灵活性，又可以避免耕牛被木辕摩擦受伤。
总之，曲辕犁是唐代劳动人民对传统耕犁的重大改进。它的出现是我国农耕史上的重要成就，标志着我国耕作农具的成熟。中国耕犁至此基本定型。
根据外国农学史专家维尔特的研究，传统耕犁在全世界有6种，即地中海勾辕犁、日耳曼方型犁、俄罗斯对犁、印度犁、马来犁和中国框形犁。其中，最先进的是中国框形犁。所谓中国框形犁，就是曲辕犁。因为曲辕犁的床、柱、梢、辕四大部件构成框形而被称为中国框形犁。
18世纪以前，欧洲耕犁非常笨重，需要四头、六头甚至八头牲畜拖拉，而且耕地的效率和质量不高。可是，中国框形犁只需要一头牲畜拖拉，而且耕地的效率和质量都比较高。17世纪时，荷兰海员将中国框形犁带回欧洲。欧洲人仿制中国框形犁，从而诱发了作为欧洲工业革命先导的欧洲农业革命。