On situe généralement l’invention de la roue vers 3500 avant J.-C. à Sumer en basse Mésopotamie. Son usage est inconnu dans l’Amérique précolombienne, bien que l'on y ait retrouvé des objets en pierre en forme de roue et considérés comme des jouets (datés de 1500 ans avant J.-C. 1) mais pas d’engins utilisant la roue. Ce paradoxe est retenu comme exemple par Alain Gras pour illustrer le refus d’engagement dans des trajectoires technologiques données bien qu’accessibles en termes de faisabilité. La roue était également inconnue en Afrique subsaharienne, Amérique latine (les civilisations Inca, Maya…) et en Océanie jusqu’à une époque récente.
Concurremment, le pot de Bronocice, trouvé en Pologne, présente un pictogramme gravé qui semble être la représentation d'un chariot. On estime sa datation à 3500 avant Jésus-Christ, ce qui permet de mettre en doute l'origine sumérienne de la roue, ou du moins que sa première apparition fut effectuée en 3500 avant Jésus-Christ à Sumer.
Les premières roues étaient pleines, en pierre d'une seule pièce, ou en bois souvent constituées de trois ou quatre pièces assemblées. Les roues à rayons et à jantes, plus légères, seraient apparues environ 2000 ans av. J.-C..
Ces roues étaient solidaires de l’essieu dans un premier temps, celui-ci constituant alors un axe reliant deux roues situées de part et d’autre de la caisse. Pour réduire le frottement entre l’axe et le châssis reposant sur lui, divers procédés ont été mis au point, dont notamment un trou dans un madrier faisant office de membrure, ce trou étant garni de galets lubrifiés avec de l’huile (l’ancêtre du roulement à billes).
Désormais les roues sont montées sur leur axe à l'aide de roulements à billes ou à rouleaux, ou de paliers hydrodynamiques. Ces derniers assurent une liaison mécanique fiable, avec un minimum de frottements.
La roue avec un gyroscope intégré a été inventée par la société