在我國新石器時代晚期，制陶業進壹步發展，陶窯室容量擴大，火膛加深，支炎道和窯箅孔眼加多，火力大而布熱勻，再加上封窯嚴實與最後階段采取灌水方法，使陶胚中的鐵質還原，制成比紅陶、褐陶硬度更大的灰陶與黑而光亮的蛋殼陶。這種制陶技術為後來磚、瓦、陶水管的出現，準備了條件。
70年代，在河北省槁城縣臺西村商代中晚期遺址中發現用夯土和土坯混築的墻。土坯是以後燒磚出現的前奏。
50年代中期，在古周原中心的陜西岐山縣鳳雛村和扶風縣召陳村，連續出土了多座西周大型建築基址，並出土了大量的瓦及瓦當。從而以豐富的出土實物資料證明，我國在三千年前的西周時期，建築用瓦就出現了。這是中國古代建築的壹個重要進步。不過瓦的使用到春秋時代才逐漸普遍。
磚也是在西周時期就開始使用在建築物上。陜西省寶雞市文物普查隊在陜西岐山縣趙家臺曾發現壹批西周時期的空心磚和條磚，這是迄今為止我國發現的時代最早的磚。空心磚呈長方形，中空，外面拍印細繩紋，制作規範方正，長1米，寬0.32米，厚0.21米，壁厚0.02米，壹端有口，另壹端封堵。經考古學家現場勘察鑒定，確認出土空心磚的灰坑為西周時期標準灰坑。
出土的戰國時代的磚數量不多，其類型有空心磚、鋪地磚、小條磚等。在秦早期都城雍、棟陽、鹹陽以及燕下都等戰國遺址曾出土了壹些鋪地磚、大型空心磚等。空心磚中最長的可達1.5米，這麽長的磚只有制成空心才能燒透，同時使重量減輕，便於搬動。在秦都鹹陽遺址中發現了多種磚，質地堅硬，顏色多為青灰，制法壹般為模壓成型，並模印紋飾。根據出土文物看，當時的制坯方法主要有“片作”法和壹次成型法。"片作"法是將坯泥拍打成片，鋪在與磚坯同大的刻有紋飾的模板上拍打而成。以四塊泥片合成壹個方筒，再用小塊泥片堵住壹端，接縫處用軟泥抹合。壹次成型制胚法，磚壁殼較厚，是用坯泥堆摔壘疊而成。磚角無接縫，磚面的紋飾是坯成之後再刻劃上去的。
戰國晚期，我國出現了壹種空心磚槨墓。1988年，在陜西臨潼東陵發現了兩座戰國晚期磚室墓，這是我國迄今發現時代最早的磚室墓。兩座墓壹個由475塊磚平砌構築，另壹個由155塊磚立砌而成。磚的規格約長42厘米，寬15厘米，厚9厘米，重18公斤。
秦代，磚已較多地用於建築，在秦始皇陵的遺址中，發現了三種條形鋪地磚和壹種曲尺磚。秦代的磚主要由官營手工業生產。在秦始皇陵曾出土帶有"左司顯瓦"、"左司高瓦"戳印的條磚。左司為左司空的簡稱，秦代的左司空主要是造磚瓦。
西漢前期空心磚比較流行，在地面建築中用來鋪建階沿或踏步，在地下用來砌造墓室，。空心磚墓的結構可分為平頂箱子式和兩坡頂式。所用磚少則十幾塊，多則壹百余塊，有長方形磚、柱形磚、三角形磚等式樣。空心磚的形狀和尺寸按每塊磚所在的部位分別設計，制坯時還需刻劃編號，以免組裝時發生錯亂，這可能是最早的裝配式建築。空心磚壹般都是素面的或拍印有簡單的幾何圖案。但在河南有不少空心磚上模印有畫像，其內容豐富多彩，如樂舞、騎射、車馬、田獵、門闕、神話故事等。如1970年9月，在鄭州新通橋附近發現了壹座保存完好的漢代畫像空心磚墓。整個墓室用133塊各種不同形制的空心磚築成。全幕所用空心磚，除封門磚和鋪地磚為素面外，墓頂和四壁的磚都印有精美的畫像。
西漢時期，制磚業除官營手工業外，民間生產也有發展。在遼寧遼陽三道壕西漢村落遺址發現了7座磚窯，每窯約能容18000磚左右，窯旁多有水井。
由於空心磚制作復雜，不宜大量生產，而小條磚具有制作容易，承重性強，砌築方便，應用靈活等優點，至東漢時期，小條磚逐漸代替了空心磚。漢代小條磚尺寸逐漸規範化，長、寬、厚的比例約為4:2:1，使其在砌墻時可以靈活搭配。為配合條磚的使用，還創造了多種異型磚，如榫卯磚、企口磚、楔型磚、曲面磚等。
魏晉以後，小條磚的應用更為廣泛，產量也增加了。唐代，鋪地磚的使用比較普遍，在唐長安城大明宮龍尾道遺址出土了大量的素面和蓮花紋方磚。據專家推測，在龍尾道平級鋪素面方磚，在坡道則鋪蓮花紋磚。
瓦是重要的屋面防水材料，它的使用始於西周早期。1976年，在陜西岐山縣鳳雛村發現了壹組大型建築基址，其年代，根據對壹根炭化木柱所做的放射性炭素測定，結果為公元前1000年左右的西周早期。在屋頂堆積中發現少量的瓦，推測當時只用於屋頂重要部位和部分屋脊上。同時，在陜西扶風召陳村也發現了大型西周建築基址群，從出土陶器判斷，上層建築是在西周中期修建的。在遺址中發現很多類型的板瓦、筒瓦、還有半瓦當。（板瓦是仰鋪在房頂上，筒瓦是覆在兩行板瓦之間，瓦當是屋檐前面筒瓦的瓦頭。）瓦上都有瓦釘和瓦環，用來固定瓦的位置。在陜西灃西客省莊發現壹塊瓦殘片，斷面呈人字形，可能是用於屋脊上的脊瓦；還發現有尚未燒制的瓦坯，推測這裏有專門燒制瓦的手工業作坊。在河南洛陽王灣、北京琉璃河董家林等處也發現了西周晚期的瓦。據此推測西周早期宮殿建築開始在房頂局部（可能在屋脊等處）用瓦，西周晚期至東周初期房頂大部分蓋瓦。當時的瓦都是用泥條盤築拍制的，制法是先用泥條盤築成圓周形的陶坯，然後將坯筒剖開，四剖或六剖為板瓦，對剖為筒瓦，然後入窯燒制。瓦的厚薄不均，反面有手摸痕，表面有粗而亂的繩紋。
春秋末期和戰國時期，瓦的使用增多。在列國城市遺址中都遺存了很多瓦件，其中有許多帶圖案的瓦當。各國瓦當的圖案不同，反映出各國獨特的文化藝術風格等。如秦國流行各種動物圖案的圓瓦當，有奔鹿、立馬、四獸、三鶴等；趙國為三鹿紋與變形雲紋圓瓦當；燕國主要有饕餮、雙龍、雙鳥和山雲紋等半瓦當。戰國時期瓦的結構有了重要改進，就是把瓦釘和瓦身分離，這不僅增強了瓦的固結，而且使瓦坯的制作簡化。
秦漢時期是瓦的發展興盛階段。瓦當在戰國開始從半圓形向整圓形演化，至東漢時全部為圓形。秦漢瓦當圖案很豐富，並有很多文字瓦當。如漢長安地區建築的瓦當，有的以“長樂未央”、“長生無極”等吉語作紋飾；有的宮殿、官署往往用其名稱作紋飾，如“上林”、“左弋”等。王莽時期由於讖緯學盛行，而以四神象征四方是讖緯學的內容，故王莽宗廟的四門，壹般東門用青龍瓦當，西門用白虎瓦當，南門用朱雀瓦當，北門用玄武瓦當。1986年，遼寧省文物部門在綏中縣墻子裏村發現了大型秦漢宮殿遺址，發現的瓦當直徑有52厘米，如此大的瓦當，可以想像當時建築的宏偉。
西漢中期，開始把輪制技術應用到制瓦業，泥條盤築法逐漸被淘汰。在洛陽龍虎灘村的壹處北魏官府建築群遺址，出土了大批質密堅實，表面經刮磨，有光澤、制作精細的各種瓦件。包括板瓦、筒瓦、蓮花紋瓦當、獸面紋瓦當、扁平菱角形瓦釘、獸面紋脊頭瓦、鴟尾等，推測這是北魏官府手工業產品。在瓦上有刻劃或捺印的瓦工文字，根據刻劃文字可以知道，當時官府制瓦是以隧為單位，隧主是低級武職，隧主之下有技術工和若幹種工人。技術工稱為匠，並分成輪（用陶輪制瓦坯）、削（分割瓦坯）、昆（打磨瓦）等工序。生產瓦件的匠、工可能是按軍事組織編制。
唐代的瓦有灰瓦、黑瓦和琉璃瓦3種。灰瓦質地較為粗松，用於壹般建築。黑瓦質地緊密，經過打磨，多用於宮殿和寺廟。例如唐長安城大明宮含元殿遺址出土的黑色陶瓦，大的直徑23厘米，大約用於殿頂；小的直徑15厘米，大給用於廊頂。還有少量的綠琉璃瓦片，大約用於檐脊。瓦當紋飾南北朝以後由於受佛教藝術的影響，多為蓮花紋。在唐長安城興慶宮遺址，發現的蓮花紋瓦當種類多達73種。