永動機第一類
第一類永動機是最古老的永動機概念，這一類永動機企圖以機械的手段在不獲取能源的前提下使體系持續地向外界輸出能量。
歷史上最知名的第一類永動機是日本人亨內考在十三世紀提出的“魔輪”，魔輪通過安放到轉輪上一系列可動的懸臂實現永動，向下行方向的懸臂在重力作用下會向下落下，遠離轉輪中心，致使下行方向扭力加強，而上行方向的懸臂在重力作用下緊靠轉輪中心，扭矩增大，扭矩的不平衡驅動魔輪的轉動。十五世紀，知名學者達芬奇也當初設計了一個相同原理的類似裝置，1667年曾有人將達芬奇的設計付諸實踐，制造了一部半徑5米的龐大機械，而且這種裝置經過試驗均以失敗告終。
不僅利使勁矩變化的魔輪，還有借助壓強、水力等原理的永動機問世，并且經過試驗，已確認這種永動機方案失敗或僅只是騙子，無一成功。
1842年英國科學家邁爾提出能量守恒和轉化定理；1843年美國科學家詹姆斯·焦耳提出熱力學第一定理，她們從理論上證明了才能陡然制造能量的第一類永動機是不能實現的。熱力學第一定理的敘述方法之一就是：第一類永動機不可能實現。永動機第二類
以前有人設計一類機器，希望它從低溫熱庫（比如爐窯）汲取熱量后全部拿來做功，不向高溫熱庫排出熱量。這些機器的效率不是可以達到100%了嗎？這些機器不遵守能量守恒定理，并且都沒有成功。人們把這些只從單一熱庫放熱，同時不間斷的做功的永動機叫第二類永動機。這些永動機不可能制成，是由于機械能與內能的轉化具有方向性：機械能可以轉化內能，但內能卻不能全部轉化為機械能，而不造成其它變化。從研究永動機得到的意外收獲。
前已提到，美國科學家焦耳也曾被永動機這一“奇妙”的發明所吸引，并因此做了一二六年的實驗，但最后他留給后世的并不是永動機，而是證明永動機不可能的“熱功當量定理”，這應當算是研究永動機得到的意外收獲。
斯臺文是這方面的另一個反例。在他那種時代（16世紀末—17世紀初），有一種永動機是廣泛被談論著的，如圖2所示，有14個能滾動的很重的鐵塊用項鏈連上去置于一個三棱體上。三棱體的一邊比較斜，一邊比較陡，且斜的一邊比陡的一邊長些。永動機的制造者們相信，斜的一邊上有4個重鐵塊，陡的一邊只有兩個重鐵塊，4個鐵塊的下降力自然比兩個鐵塊大，整個裝置都會如箭頭所指示的方向滑出來。一旦右邊滑下去一個重球，右側一定同時補充上一個重球，右邊的斜面上仍然是4個重球，右側的斜面上仍只有兩個重球，永遠是右邊的下降力小于左邊的下降力，球鏈都會永遠不斷地運動下去。法國科學家斯臺文在研究這些永動機時永動機原理，從經驗出發判定它不可能永動，由于左側球雖多，但斜面緩，每位球形成的向上拉力小，左側球雖少，但斜面陡，每位球形成的向上拉力大，結果兩側斜面向上的拉力一樣大。至此，斯臺文并沒有停止思維，他又把該問題進一步引向深入：因為球的個數跟斜面的厚度成反比，每位球都是一樣重，所以各邊球的總重也一定跟斜面長成反比。
這就是有名的兩個斜面上力量平衡的定理。
大致詳盡分類
（1）機械類：試圖借助機械內循環，對啟動能量進行增益，以企圖突破能量守恒。并借助能量增益，使增益的能量輸出，并將輸出能分化為兩部份，一部份給機械提供動力。另一部份對外做功。
（2）電/磁動機：屬于永動機范疇，但因不具備工業實用性，被稱為玩具。概念，假定概念，吸鐵石與電磁場互動，促使能量突破能量守恒，磁動機獲得了輸出小于輸入。但實際上實驗顯示，磁動機終究會由于消磁而停止。
（3）熱循環：企圖突破熱一，熱二，但終究失敗，氣溫平衡點與氣溫不可疊加和轉化消耗上，難以在內部環境中進行百分百轉化。
（4）空氣壓縮機：借助壓縮空氣永動機原理，至使氣溫下降。理論上，空氣壓縮與釋放能量守恒，然而使用空氣壓縮的機構涉及連桿等機械零件能量消耗，但是在熱量揮發時速率與空氣回溫等等存在許多不健全，但具體資料因資源有限姑且未知（理論上可行性永動機）。
（5）特斯拉線圈：屬于官方資料，民間留傳的聽說是不完整的，但理論上與現實中線圈的確存在，它是一種在自然界搜集電能量的一種用具。暫且不說官方文獻，但以自然界電磁場能量制做出的線圈僅僅只能是個玩具。
（6）飲水鳥：愛因斯坦自食其言的傳奇玩具，一個借助液體沸點與自然界體溫的玩具機械。
（7）幾何永動：這是集齊所有機械類理論于一體的永動機，并寬闊創新，成就前無古人，也可能后無來者的失敗永動機。這臺永動機發明者只研究增益零件，而舍棄了固定能量源，選擇能量源自由。產生了一個借助邊長相等的圓與三角形之間的扭力不同，而忽視三角形最短扭矩的另類組合。
（8）液態永動：借助液體質量的密度與引力，或另一種單純的水與二氧化碳引力相結合設計出的永動機。但由于守恒，借助液體質量的至今全部失敗，而水與空氣類型的雖然也是失敗。
（9）倒吸虹：這個永動機，試圖改變管線的粗細，在水管的上方加一個水箱，借助水的壓力，改變吸虹勢能。但因進水口的限制，決定了水的壓力，造成再度失敗。