Le premier véhicule automobile fonctionnel a été inventé en 1769 par Joseph Cugnot sous le nom de fardier de Cugnot[3]. Mais il faut attendre la deuxième moitié du XIXe siècle et les progrès liés à la révolution industrielle, pour que les véhicules automobiles personnels se développent, et prennent finalement leur nom actuel d'automobile en 1890. La naissance de l'automobile s'est donc faite par l'adaptation d'une machine à vapeur sur un châssis autonome. Des problèmes techniques et sociaux ont retardé le développement de l'automobile dès le début du XIXe siècle. L'encombrement de la chaudière, les matériaux inadaptés aux hautes pressions, les châssis supportant mal les vibrations furent les principaux obstacles techniques, mais la dangerosité perçue et réelle de ces engins sur les routes à l'époque a en outre conduit a des législations contraignantes, comme le Locomotive Act au Royaume-Uni.
Les premières automobiles produites et commercialisées sont à vapeur (L'Obéissante d'Amédée Bollée en 1873[5]), mais déjà à cette époque, les premiers prototypes utilisant les nouveaux moteurs à explosion sont réalisés, et bénéficient de l'encombrement réduit de ce type de propulsion. Dans le même temps, le développement des connaissances liées à l'électricité mène à la réalisation des premières voitures électriques : on a donc trois modes de propulsion en concurrence au tournant du XXe siècle. La vapeur est rapidement supplantée, mais le développement rapide des performances des voitures électriques est stoppé par l'absence de progrès notable dans le stockage de l'énergie, et c'est finalement le moteur à explosion, par ses progrès continus, qui l'emporte sur les autres modes de propulsion. Cette époque est celle de la course à la vitesse, et là aussi c'est la voiture électrique qui s'illustre d'abord (La Jamais Contente est la première à franchir la barre des 100 km/h, en 1899[6]) avant d'être supplantée par la voiture à moteur à explosion. C'est aussi la période de naissance des premières courses automobiles, telle Paris-Rouen dès 1894. L'automobile reste alors un produit de luxe, à l'usage contraignant, utilisé sur des infrastructures inadaptées.
Deux facteurs vont contribuer à son développement : le revêtement progressif des routes en ville et en campagne afin de faciliter l'usage des bicyclettes et des voitures, et le développement de nouvelles méthodes de production (taylorisme, fordisme), qui mènent à la première voiture de grande série, la Ford T. Celle-ci pose définitivement l'empreinte de l'automobile sur la société du XXe siècle. Les innovations se succèdent ensuite, mais sans changement fondamental conceptuel. Les grandes lignes de l'automobile de série actuelle sont tracées par Lancia en 1922 avec la Lambda à carrosserie autoporteuse et suspension avant indépendante, Chrysler en 1934 avec la Airflow qui introduit l'aérodynamique dans l'automobile de série, Citroën et le développement de la traction avant à partir de 1934, puis l'introduction des freins à disque sur la DS en 1955, ou encore par Porsche et la boîte de vitesses à synchroniseurs coniques de la 356.
Le développement de l'automobile est fortement marqué par les crises, comme le krach de 1929 et la Seconde Guerre mondiale. Celles-ci redistribuent les cartes de l'industrie en favorisant les regroupements, et provoquent le retour en grâce des petites automobiles, l'apogée de ce phénomène étant atteinte en Allemagne dans les années 1950 avec les micro-voitures telles l'Isetta. Cette sortie de crise est aussi le début des Trente Glorieuses, période marquée dans tous les secteurs de l'automobile par un grand essor, qui se traduit par une augmentation du choix, de la production et de l'accession à l'automobile, via l'ouverture du recours au crédit dans les années 1960[8]. Cette croissance de la production, mais aussi de la taille des voitures, de leur vitesse, est stoppée net par le premier choc pétrolier. Celui-ci, conjugué à la hausse de l'insécurité routière, aura des conséquences à long terme sur la relation entre l'automobile et la société, conduisant en particulier à une forte vague de réglementation sur la vitesse autorisée. Les aspects sociaux (écologie, sécurité routière) deviennent des enjeux importants dans la conception des automobiles à la fin de XXe siècle, conduisant à une nouvelle vague d'innovations dont le downsizing et surtout la motorisation hybride lancée sur la Honda Insight et la Toyota Prius.