土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工程建设的对象，即建在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。可见土木工程的内容非常广泛，它和广大人民群众的日常生活密切相关，在国民经济中起着非常重要的作用。
土木工程的英语名称为Civil Engineering，意为“民用工程”。它的原意是与“军事工程”（Military Engineering）相对应的。在英语中，历史上土木工程、机械工程、电气工程、化工工程都属于Civil Engineering，因为它们都具有民用性质。后来，随着工程技术的发展，机械、电气、化工逐渐形成独立的学科，Civil Engineering就成为土木工程的专用名词。
随着科学技术以及工程实践的不断发展，土木工程这门学科也已经发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。例如，就土木工程所建造的工程设施所具有的使用功能而言，有的供生息居住之用，以至作为“入土为安”的坟墓；有的作为生产活动的场所；有的用于陆海空交通运输；有的用于水利事业等。土木工程随着人类社会的进步而发展，至今已演变成为大型综合性学科，它已经发展出许多分支，如建筑工程、铁路工程、道路工程、桥梁工程、特种工程结构、给水和排水工程、港口工程、水利工程、环境工程等学科。其中有些分支，例如水利工程，由于自身工程对象的不断增多以及专门科学技术的发展，业已从土木工程中分化出来成为独立的学科体系，但它们在很大程度上仍具有土木工程的共性。
因此，从广义角度讲，土木工程、建筑、土木建筑可以认为是同义词。
土木工程虽然是古老的学科，但其领域随各种学科的发展而不断发展扩大，知识面更为宽广，学科间的相互渗透和相互促进日益增强。因此，土木工程知识需要不断更新。
图片
特点
土木工程的特点土木工程的最终任务是设计和建造各种类型供人类生产和生活的建筑物或构筑物，我们通常称之为建筑产品。它与其他工业所生产的产品相比较，具有持有的技术经济特点，这主要体现在产品本身、建设过程和管理上。建筑产品除了有其各自不同的性质、用途、功能、设计、类型、使用要求外，还具有固定性、多样性、形体庞大、所涉及的工程技术复杂等诸多共同特点。
土木工程建设具有建设周期长，所需人力、物力资源多，受环境和自然条件的影响大以及生产的流动性和复杂性等特点。
土木工程中的建筑管理具有创造性、系统综合性、一次性等特点。
属性
综合性
建造一项工程设施一般情况下要经过勘察、设计和施工三个阶段，这些阶段需要运用工程地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识。因此，土木工程是一门范围十分广泛的综合性学科。
社会性
土木工程是伴随着人类社会的进步而逐步发展起来的，土木工程所建造的各类工程设施反映了各个历史时期社会、经济、文化、科学、技术发展的面貌。因此，土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。
实践性
各种影响土木工程的因素既众多又错综复杂，使得土木工程对实践的依赖性非常强。
统一性
统一性是指技术、经济和建筑艺术的统一。土木工程是为人类所需服务的，这必然决定了它是每个历史时期技术、经济、艺术统一的见证。
功能
土木工程为国民经济的发展和人民生活水平的改善提供了重要的物质技术基础，在国民经济中占有举足轻重的地位。首先人们的日常生活离不开衣、食、住、行。为了改善人民的居住条件，国家每年在建造住宅方面的投入是十分巨大的。1987年我国城市人均居住面积为3.6m2，但到了1990年，人均居住面积已达7.1m2。铁路、公路、水运、航空等的发展都离不开土木工程。各种工业建设活动，不管其性质和规模如何，首先必须兴建厂房才能投产。如铁厂、机械制造厂、火力发电厂、核电站等都需要土木工程建设。
土木工程的建设，又称为各行各业的基本建设或工程建设，它不仅包括建筑安装工程，也包括建设单位及其主管部门的投资决策活动以及征用土地、工程勘察设计、工程监理等。工程建设是社会化大生产，有着产品体积庞大，建设场所固定、建设周期长、投资数额大、占据资源多的特点，它涉及建筑业、房地产业、工程勘察设计等诸多行业，同时也带动了物业管理和工程咨询等新兴行业的兴起和发展。
材料
材料概述
土木工程中常使用的各种材料及制品统称为土木工程材料（Civil Engineering Material），它是构成各种土木工程建筑物和构筑物的物质基础。
材料分类
土木工程材料种类繁多，性能各异，用途不一，可按不同原则进行分类。
1、按化学成分分类
土木工程材料按其化学成分可分为无机材料、有机材料和复合材料三大类。
2、按使用性能分类
通常分为承重结构材料、非承重结构材料及功能材料三大类：
（1）承重结构材料。主要指梁、板、柱、基础、墙体和其他受力构件所用的土木工程材料。最常用的有钢材、混凝土、砖、砌块、墙板、楼板、屋面板和石材等。
（2） 非承重结构材料。主要包括框架结构的填充墙、内隔墙和其他围护结构材料等。
（3） 功能材料。主要有防水材料、防火材料、装饰材料、保温材料、吸声（隔声）采光材料、防腐材料等。
3、按材料来源分类
根据材料来源，可分为天然材料和人造材料。
4、材料的地位
土木工程材料在土木工程中有着极其重要的地位。
土木工程材料是一切土木工程的物质基础。在土木工程中用量十分巨大，材料的费用占工程总造价的50%左右，有的甚至高达70%。因此，从工程技术经济及可持续发展的角度来看，正确选择和使用土木工程材料，在土木工程建设中对于创造良好的经济效益与社会效益具有十分重要的意义。
建筑材料与建筑结构的设计和施工之间存在着相互促进、相互依存的密切关系。建筑材料的更新是新型结构出现与发展的物质基础，而新型结构的出现又驱使新材料不断地出现。
构筑物的功能和使用寿命在很大程度上是由土木工程材料的性能决定的。如装饰材料的装饰效果、钢材的锈蚀、混凝土的劣化、防水材料的老化问题等，无一不是材料的问题，也正是这些材料特性构成了构筑物的整体性能。
建设工程的质量在很大程度上取决于对工程材料的质量控制。质量是土木工程建设中追求的第一目标。而工程质量的好坏与所采用材料的质量水平以及使用的合理与否具有直接的关系。在材料的选择、生产、储运、使用和检验评定过程中，任何环节上的失误，都可能会导致土木工程的质量事故。事实上，国内外土木工程建设中出现的质量事故，绝大部分都与材料的质量缺损密切相关。
构筑物的可靠度评价在很大程度上依存于材料可靠度评价。材料信息参数是构成构件和结构性能的重要基础。
因此，正确选择和合理使用土木工程材料，对整个土木工程的安全、实用、美观、耐久及造价有着十分重大的意义。
重要性
土木工程为国民经济的发展和人民生活的不断改善提供了重要的物质技术基础，并对众多产业的发展振兴发挥了积极的促进作用，因此它在国民经济中占有举足轻重的地位。
土木工程的建设，过去称之为基本建设，现在统称为工程建设。它包括矿山、铁路、公路、房屋等工程，也包括电力、通讯线路、给水、排水、供热等管道系统和各类机械设备、装置的安装工程等。同时，它还包括建设单位及其主管部门的投资决策活动以及征用土地、工程勘察设计、工程监理等。工程建设是社会化生产，有着产品体积庞大，建造场所固定、建设周期长、使用期限长、投资数额大、占用资源多的特点，它涉及国民经济部门中的诸多产业：建筑业、房地产业、工程勘察设计业等传统行业，而且还带动了物业管理和工程咨询等新兴行业的发展。
工程建设过程是形成固定资产的基本生产过程，建筑业和房地产业已经成为许多国家和地区的经济支柱之一。例如，1996年到1999年的四年中，我国全社会固定资产投资总额为106197亿元，由建筑业直接完成的建筑安装工程总额达到了66567.6亿元，占固定资产投资总额的62.7%；1999年全社会建筑业增加值达到了5450亿元，占到国内生产总值的6.64%。我国建筑业已初步发展成为国民经济支柱产业之一。美国房地产业与建筑业的产值约占国民生产总值的15%以上。再如，香港房地产业是香港四大经济支柱产业之一，政府每年从房地产中获得的直接收益、间接收益约占财政总收入的30%左右，香港经济的繁荣与房地产业的发展是密不可分的。
发展历史
土木工程的发展大体经历了古代、近代和现代三个阶段。
古代阶段
古代土木工程经历了漫长的时间跨度，大致从旧石器时代到17世纪中叶。在这一历史时期人们修建各种设施主要是依靠以前的经验，几乎没有什么设计理论等。人们所用的建造材料主要来自于自然，如石块、草筋、土坯，在公元前1000年左右人们开始使用烧制的砖。所用的建造工具也是十分简单的，只有斧、锤、刀、铲和石夯等手工工具。即使这样，古代人类还是给我们留下了许多具有历史意义和价值的建筑产品，其中有些工程即使在现在看来也是非常伟大的，有的甚至是难以想象的。
西方国家留下来的宏伟建筑（或建筑遗址）大多是以砖石为结构的。如埃及的金字塔、希腊的帕特农神庙、古罗马斗兽场等都是令人神往的古代石结构遗址。中国古代建筑大多为木结构加砖墙建成。如北京故宫、天坛，天津蓟县的独乐寺观音阁等都是具有悠久历史的优秀建筑。中国古代的砖石结构也有非常伟大的成就。最具代表性的当数我国的万里长城了，它东起山海关，西至嘉峪关，全长5000余公里。在水利方面，我国的成就也是非凡的。由李冰父子主持修建的都江堰水利工程，至今仍造福于四川人民。就是在今天看来，这一水利设施的设计也是非常合理、十分巧妙的，许多国际上的水利工程专家在参观后也是十分叹服的。
近代阶段
近代土木工程的发展大致从17世纪中叶到第二次世界大战前后，经历了300余年。就在这一特殊历史时期，土木工程逐步形成了一门独立的学科。1687年牛顿总结出的力学三大定律，为土木工程的力学分析奠定了理论基础。随后，在材料力学、弹性力学和材料强度理论的基础上，法国的纳维在1825年建立了土木工程中结构设计的容许应力法。从此，土木工程的结构设计有了比较系统的理论指导。
从材料方面来讲，1824年波特兰水泥的发明、1859年转炉炼钢法获得成功和1867年钢筋混凝土的应用使得土木工程师可以运用这些材料建造更为复杂、庞大的工程设施。在近代及现代建筑中，凡是高耸、大跨、巨型、复杂的工程结构，其中的绝大多数都应用了钢结构或钢筋混凝土结构。
这一历史时期内，产业革命使得工业、交通运输业有了很大的发展，从而对土木工程设施提出了更广泛的需求，同时也为土木工程的建造提供了新的施工机械和施工方法。打桩机、压路机、挖土机、掘进机、起重机、吊装机等的出现，为快速高效地建造土木工程提供了更加有力的手段。
这一时期具有重大历史意义的土木工程有很多，例如1889年法国建成的埃菲尔铁塔，1863年和1825年英国分别修建了世界上第一条地铁和铁路，1869年打通成功的苏伊士运河，1936年美国建成的旧金山金门大桥，1931年美国建成的纽约帝国大厦以及1909年我国建成的京张铁路等。
现代阶段
“二战”以后，现代科学技术有了突飞猛进的发展，进而为土木工程的更进一步发展提供了强大的物质基础和技术手段，从而开始了以现代科学技术为后盾的土木工程新时代。这一时期的土木工程具有功能要求多样化、城市建设立体化、交通工程快速化、工程设施大型化、复杂化等特点。
在这一时期内，无论是公路、铁路、桥梁、隧道、高层建筑、高耸结构、大跨建筑还是水利工程方面都取得了长足的进步与发展。世界各国在这方面取得的成就不胜枚举。
1.在高层建筑方面，2010年阿联酋迪拜建成的哈利法塔有162层，高828m。目前我国最高的高层建筑为上海金茂大厦，88层，高420.5m。国内其他有代表性的高层建筑还有：深圳地王大厦，高325m；广州中天广场，高321.9m；广东国际会议中心，高200m。
2.在高耸结构方面，加拿大多伦多电视塔，横截面为“Y”形，高549m，为世界之最。位于第二位的则是1967年建成的莫斯科电视塔，高537m。我国上海于1995年建成的上海东方明珠电视塔，高468m，位居世界第二。再者依次为吉隆坡电视塔，高421m；天津电视塔，高406m；北京电视塔，高380m。
3.在大跨度建筑方面，主要是大型体育馆，展览厅和大型储罐。例如位于美国西雅图的金群体育馆为钢结构穹球顶，直径达202m。法国巴黎工业展览馆的屋盖跨度达到了218m×218m，由装配式薄壳组成。位于我国北京的工人体育馆为悬索屋盖，直径为90m。
4.为了减小水利工程中坝体的断面，减少工程量，“二战”后发展了钢筋混凝土拱坝。目前世界上最高的双曲拱坝是位于俄罗斯的英古里坝，坝高272m；我国在贵州建造的乌江渡坝为拱形重力坝，坝高165m。在装机发电容量方面，我国建成的三峡水利枢纽，水电站主坝高190m，总装机容量预计为（1820×104）KW，目前为世界第一。
5.在桥梁建设方面，目前世界上跨度最大的悬索桥是日本在1998年建成的明石海峡大桥，主跨1991m，世界第二大跨悬索桥是丹麦的大贝尔特东桥，跨度1624m；第三大跨是英国的恒伯尔桥，主跨1410m。中国在大跨度桥梁方面也有十分突出的成就，1999年建成的江阴长江大桥，主跨1385m，香港于1997年建成的青马大桥主跨1377m，分别居世界第四位和第五位等。综观土木工程的发展历史，我国在近30年来取得了举世瞩目的成就。现在，无论是在高层建筑、大跨桥梁，还是在宏伟机场、港口码头，中国均有非凡的成就，这些成就均为改革开放以来取得的。土木工程的发展也从另一面反映出我国经济不断的飞速发展。
发展前景
土木工程有着强大的生命力和永恒性，它已经取得了辉煌的成就，但同时它也面临着挑战：现代高科技的不断发展对土木工程提出了新的、更高的要求；地球上居住人口继续增长，而地球上的土地资源却是有限的；土木工程无节制地进行扩张，造成了环境破坏与人与自然的不协调。
人类为了争取生存空间，为了争取舒适的生存环境，预计土木工程在未来必将有重大的发展，它主要体现在以下几个方面：
向地下、太空、海洋、荒漠开拓
1991年在东京召开的城市地下空间国际学术会议通过了《东京宣言》，提出了“21世纪是人类开发利用地下空间的世纪”。地下空间的开发和利用，将很大程度上改善城市的拥堵现象，并且具有节能、减少声污染、抗震及抗爆等优点。开发利用地下空间的活动已经在世界各地相继地展开，尤其是地下铁路、地下商业街、地下储藏设施、地下工厂等如雨后春笋般地在各大城市涌现。目前地下空间的开发利用仅限于浅层，更深层次的地下空间开发利用势在必行，日本在这方面已经取得进展。我国城市地下空间的开发尚处于初级阶段，目前已有北京、上海、广州、南京等城市建有地铁、地下商业街等。
由于航天事业的飞速发展和人类登月的成功实现，人们发现月球上拥有大量的供人类利用的矿藏，如钛铁矿，在800℃高温下，钛铁矿与氢化物便合成铁、钛、氧和水汽，由此可以制造出人类生存所需的氧和水。美国政府已经决定在月球上建造月球基地。并通过这个基地进行登陆火星的行动。美籍华裔博士林铜柱1985年发现建造混凝土所需的材料月球上都可以找到，因此可以在月球上制作钢筋混凝土配件装配空间站。预计21世纪中叶以后，空间工业化、空间商业化、空间旅游、外层空间人类化等可能会得到较大的发展。随着空间站和月球基地的建立，人类就可以向火星进发了。
为了节约使用陆地资源，2000年日本大阪通过围海建造的1000m长的关西国际机场试飞成功；阿拉伯联合酋长国首都迪拜的七星大酒店同样也建在海上；洪都拉斯计划建造海上城市型游船，该船将长8045m，宽228. 6m，有28层楼房，船上设有小型喷气式飞机的跑道、医院、旅馆、超市、饭店、理发店和娱乐场所等。近些年来，我国在这方面也已取得较好的成绩，如上海南八滩围垦成功和崇明东滩围垦成功，最近建设的黄浦汀外滩的拓岸工程等。围垦、拓岸工程和建造人工岛有异曲同工之处，为将来像上海这样的近海大城市建造人工岛积累了丰富的科技经验和准备力量。
全世界大概有1/3的陆地被沙漠所覆盖，每年约有600万公顷的耕地被侵蚀，这直接影响了上亿人口的生活。世界未来学会关于下世纪世界十大工程设想之一是将西亚和非洲的沙漠改造成绿洲。改造沙漠的首要条件是必须有水，然后才能绿化和改造沙土。现在利比亚沙漠地区已建成一条大型的输水管道，并在班加西建成了一座直径1km、深16km的蓄水池用以沙漠灌溉。在其缺乏地下水的沙漠地区，国际上正在研究开发使用沙漠地区太阳能来淡化海水的可行方案，该方案一旦可行，将付诸实施，这必将会启动近海沙漠地区大规模的建设工程。我国沙漠输水工程试验已经获得成功，1995年自行修建的第一条长途沙漠输水工程——甘肃民勤调水工程已经全线建成试水，顺利将黄河水引入河西走廊的民勤县红崖山水库。该工程从景泰县景电工程末端开始，到民勤县红崖山水库为止，全长约260km，其中有99.04km从腾格里沙漠穿过。总投资18.17亿元的中国第一条沙漠高速公路——陕西榆林至靖边高速公路2003年8月正式通车，该项目建设总里程为134km。路线主要沿着古长城布设，其中大部分路段穿越了毛乌素沙漠。
向轻质、高强、多功能化发展
近年来，随着高层、超高层建筑以及大跨度结构的逐渐兴建，土木工程结构对所使用的材料强度要求也越来越高，同时人们又希望能减轻结构的自身重量。因此，轻质混凝土、加气混凝土和高性能混凝土应运而生。普通混凝土容重大概在24kg/m3左右，轻质混凝土容重为6~10kg/m3左右；过去混凝土强度大多只能在20~40MPa，现在可以达到60~100MPa。为了改善混凝土的韧性，加入微型纤维、塑料纤维的混凝土和塑料混凝土正在开发应用之中。钢材也开始向低合金、高强度方问发展；一批轻质高强材料，如铝合金、建筑塑料、玻璃钢也得到了迅速发展。随着材料科学的不断发展将涌现出越来越多的具有多种功能的高效能的建筑材料，例如，配筋的加气混凝土板材，具有保温、绝热、吸声等优良性能，目前广泛使用于工业与民用建筑的屋面板和墙板。
土木工程的智能化
智能建筑是以建筑作为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理以及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、环保、便利的建筑环境。智能化建筑最初起源于20世纪80年代初期的美国，1984年1月美国康涅狄格（CONNETICUT）州哈特福德（HARTFORD）市，建成了世界上第一座智能化大厦，该大厦高38层，不必用户购置设备，便可获得语言通讯、文字处理、电子邮件、市场行情信息、科学计算和情报资料检索等服务。
我国的智能建筑建设开始于1990年，随后智能建筑便在全国各地迅速发展起来。北京的发展大厦可以说是我国智能建筑的雏形。随后建成了上海金茂大厦（88层）、深圳地王大厦（81层）、广州中信大厦（80层）、南京金鹰国际商城（58F）等一批具有较高智能化程度的智能大厦。截至目前，我国大陆地区已经建成数千幢智能建筑。
将具有仿生命功能的材料融合于机体材料中，使制成的结构，具有人们期望的智能功能称之为智能土木结构。在结构内部埋入传感器，组成网络，就可实时监测结构的性能变化，这就是智能土木结构的由内而外的预报方式。智能土木结构在这些方面的应用前景十分广阔，目前主要应用于高层建筑、桥梁、大坝等大型工程领域。
土木工程的可持续发展
面对生态失衡、人类生存环境不断恶化，20世纪80年代末提出了“可持续发展”的原则，这一原则已被大多数国家和人民所认同。“可持续发展”是指“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的发展构成危害”。建设与使用土木工程的过程通常与能源消耗、资源利用、环境保护、生态平衡是密不可分的，对贯彻“可持续发展”原则影响很大。从资源方面来看，建房、修路大多要占地，而我国土地资源十分紧张，因而在土木工程建设过程中不占或少占土地，尽量不占可耕地是必须要坚持的。另外建材中的黏土砖毁地十分严重，应该予以禁止或限制。建材生产、工程施工都少不了消耗能源和水资源，在这方面应尽可能多地采用可再生资源和循环利用已有的资源。