Iki pat XIX a. vandens energija buvo svarbiausias verpimo mašinų ir audimo staklių, geležinių kūjų ir lentpjūvių variklis. 1200 m. prieš mūsų erą Mesopotamijoje molio lentelėje išspaustas vandens rato atvaizdas yra bene pirmasis šio išradimo liudijimas.
Pirmieji ratai buvo labai svarbūs žemdirbystei – jais vanduo buvo keliamas į aukštai įrengtas drėkinimo sistemas ir akvedukus. Daugelį šimtmečių šiuos vandens ratus pirmyn varė žmogaus raumenų jėga. Valstietis kojomis mindavo prie rato pritaisytus medinius stipinus, ratas sukosi, o prie jo krašto pritvirtinti kibirai nusileidę prisipildydavo vandens ir vėl kildavo į viršų.
Egipte 300 m. prieš mūsų erą šį darbą iš žmonių perėmė asilai ir jaučiai. Gyvuliai sukdavo ratus aplink ratą, o mediniai krumpliaračiai horizontalų jų judėjimą paversdavo vertikaliu vandens rato judėjimu. 230 m. pr.m.e garsusis graikų matematikas ir mechanikas Archimedas išrado patobulintą vandens ratą – vadinamąjį Archimedo sraigtą. Jį sudarė sraigtinis velenas, įtaisytas nuožulniame vamzdyje. Jo galas būdavo panardintas į vandenį. Sukant veleną vanduo vamzdžiu kildavo į viršų.
Graikų išradėjas Filonas Bizantietis 200 m. prieš mūsų erą mini mentratį, varomą vien tekančio vandens, – pirmąją energijos gamybos mašiną. Po 180 metų romėnų architektas Vitruvijus aprašė mentratį, perėmusį iš žmogaus vieną sunkiausių darbų: vandens ratas suko girnas.
Lietuvoje vandens rato principu veikiantys malūnai istoriniuose šaltiniuose minimi nuo XIII a. 1387 m. vasario 17 d. Jogailos privilegijoje Vilniaus vyskupui dovanojamos žemės duodamos „su visais atskirais kaimais, ežerais, tvenkiniais, malūnais ir jų vandens srovėmis“.
Ilgainiui vandens ratų daugėjo – tai liudija ir įvestas malūnų mokestis. Bet vandens jėga plačiau naudota tik nuo XVI amžiaus: pradėtos įrenginėti tobulesnės užtvankos, vandens jėga buvo naudojama jau ne tiktai grūdams malti, bet ir lentoms pjauti, milui velti, vilnoms karšti, taip pat geležiai lydyti ir kalti. Beveik visi vandens malūnai Vilniuje buvo pastatyti prie Vilnios, todėl ir jos krantu nutiesta gatvė pavadinta Malūnų gatve.
1575 m. užtvenkus Apaščios ir Agluonos upes susidarė 400 ha ploto tvenkinys, dabar vadinamas Širvėnos ežeru. Jis saugojo Biržų pilį, o jo vanduo buvo naudojamas vandens ratams sukti. Nuo XIX a. antrosios pusės vandens malūnai buvo statomi ir valstiečių ūkiuose. 1903 m. prie Virvytės upės, Kairiškių dvaro popieriaus fabrike, įrengta pirmoji Lietuvoje hidroelektrinė – elektros generatorius, kurį suko vandens ratas. Iki mūsų dienų ji neišliko.
