永动机第一类
第一类永动机是最古老的永动机概念，这一类永动机企图以机械的手段在不获取能源的前提下使体系持续地向外界输出能量。
历史上最知名的第一类永动机是日本人亨内考在十三世纪提出的“魔轮”，魔轮通过安放到转轮上一系列可动的悬臂实现永动，向下行方向的悬臂在重力作用下会向下落下，远离转轮中心，致使下行方向扭力加强，而上行方向的悬臂在重力作用下紧靠转轮中心，扭矩增大，扭矩的不平衡驱动魔轮的转动。十五世纪，知名学者达芬奇也当初设计了一个相同原理的类似装置，1667年曾有人将达芬奇的设计付诸实践，制造了一部半径5米的庞大机械，而且这种装置经过试验均以失败告终。
不仅利使劲矩变化的魔轮，还有借助压强、水力等原理的永动机问世，并且经过试验，已确认这种永动机方案失败或仅只是骗子，无一成功。
1842年英国科学家迈尔提出能量守恒和转化定理；1843年美国科学家詹姆斯·焦耳提出热力学第一定理，她们从理论上证明了才能陡然制造能量的第一类永动机是不能实现的。热力学第一定理的叙述方法之一就是：第一类永动机不可能实现。永动机第二类
以前有人设计一类机器，希望它从低温热库（比如炉窑）汲取热量后全部拿来做功，不向高温热库排出热量。这些机器的效率不是可以达到100%了吗？这些机器不遵守能量守恒定理，并且都没有成功。人们把这些只从单一热库放热，同时不间断的做功的永动机叫第二类永动机。这些永动机不可能制成，是由于机械能与内能的转化具有方向性：机械能可以转化内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不造成其它变化。从研究永动机得到的意外收获。
前已提到，美国科学家焦耳也曾被永动机这一“奇妙”的发明所吸引，并因此做了一二六年的实验，但最后他留给后世的并不是永动机，而是证明永动机不可能的“热功当量定理”，这应当算是研究永动机得到的意外收获。
斯台文是这方面的另一个反例。在他那种时代（16世纪末—17世纪初），有一种永动机是广泛被谈论着的，如图2所示，有14个能滚动的很重的铁块用项链连上去置于一个三棱体上。三棱体的一边比较斜，一边比较陡，且斜的一边比陡的一边长些。永动机的制造者们相信，斜的一边上有4个重铁块，陡的一边只有两个重铁块，4个铁块的下降力自然比两个铁块大，整个装置都会如箭头所指示的方向滑出来。一旦右边滑下去一个重球，右侧一定同时补充上一个重球，右边的斜面上仍然是4个重球，右侧的斜面上仍只有两个重球，永远是右边的下降力小于左边的下降力，球链都会永远不断地运动下去。法国科学家斯台文在研究这些永动机时永动机原理，从经验出发判定它不可能永动，由于左侧球虽多，但斜面缓，每位球形成的向上拉力小，左侧球虽少，但斜面陡，每位球形成的向上拉力大，结果两侧斜面向上的拉力一样大。至此，斯台文并没有停止思维，他又把该问题进一步引向深入：因为球的个数跟斜面的厚度成反比，每位球都是一样重，所以各边球的总重也一定跟斜面长成反比。
这就是有名的两个斜面上力量平衡的定理。
大致详尽分类
（1）机械类：试图借助机械内循环，对启动能量进行增益，以企图突破能量守恒。并借助能量增益，使增益的能量输出，并将输出能分化为两部份，一部份给机械提供动力。另一部份对外做功。
（2）电/磁动机：属于永动机范畴，但因不具备工业实用性，被称为玩具。概念，假定概念，吸铁石与电磁场互动，促使能量突破能量守恒，磁动机获得了输出小于输入。但实际上实验显示，磁动机终究会由于消磁而停止。
（3）热循环：企图突破热一，热二，但终究失败，气温平衡点与气温不可叠加和转化消耗上，难以在内部环境中进行百分百转化。
（4）空气压缩机：借助压缩空气永动机原理，至使气温下降。理论上，空气压缩与释放能量守恒，然而使用空气压缩的机构涉及连杆等机械零件能量消耗，但是在热量挥发时速率与空气回温等等存在许多不健全，但具体资料因资源有限姑且未知（理论上可行性永动机）。
（5）特斯拉线圈：属于官方资料，民间留传的听说是不完整的，但理论上与现实中线圈的确存在，它是一种在自然界搜集电能量的一种用具。暂且不说官方文献，但以自然界电磁场能量制做出的线圈仅仅只能是个玩具。
（6）饮水鸟：爱因斯坦自食其言的传奇玩具，一个借助液体沸点与自然界体温的玩具机械。
（7）几何永动：这是集齐所有机械类理论于一体的永动机，并宽阔创新，成就前无古人，也可能后无来者的失败永动机。这台永动机发明者只研究增益零件，而舍弃了固定能量源，选择能量源自由。产生了一个借助边长相等的圆与三角形之间的扭力不同，而忽视三角形最短扭矩的另类组合。
（8）液态永动：借助液体质量的密度与引力，或另一种单纯的水与二氧化碳引力相结合设计出的永动机。但由于守恒，借助液体质量的至今全部失败，而水与空气类型的虽然也是失败。
（9）倒吸虹：这个永动机，试图改变管线的粗细，在水管的上方加一个水箱，借助水的压力，改变吸虹势能。但因进水口的限制，决定了水的压力，造成再度失败。