Las máquinas de guerra de los Griegos fueron adoptadas por los Romanos e incluían la artillería (tormenta) y los ingenios de asedio. Las balistas (ballistae) eran grandes ballestas que lanzaban flechas a través de una ranura. Su tamaño era varible y utilizaban desde cuadradas (flechas con las puntas de hierro cuadrangulares) hasta enormes maderos con los que desmantelaban los muros enemigos (pila muralla). Salvo, quizá, en los modelos más pequeños de este tipo de armas, la propulsión para el tiro no se obtenía mediante la elasticidad de un arco, sino por la rápida vuelta a su posición inicial de dos haces de fibras previamente torcidas, en las que se ajustaban los brazos del aparato, los cuales se tensaban gracias a unos garfios. Los escorpiones eran pequeñas ballestas que lanzaban piedras. Las carrobalistas eran otras máquinas de guerra, por lo general rodantes, que cumplían funciones similares a las ballestas, y su aparición no se produjo hasta la época del Imperio. Las catapultas, hondas mecánicas que arrojaban bolas de piedra de distintos pesos, a veces hasta de 40 kg, eran máquinas similares a las ballestas, con una ranura para el lanzamiento, a menos que se hubieran construido al estilo antiguo, en cuyo caso llevaban una palanca propulsora que terminaba en una especie de «cuchara» donde se colocaba el proyectil. Los onagros del Imperio eran pequeñas catapultas de este tipo. Las legiones no disponían de ningún cuerpo especializado de artillería. Cada centuria tenía a su cargo una pieza que estaba asistida por varios soldados. La artillería se adaptaba principalmente a la defensa de los campamentos, los atrincheramientos y las maniobras de asedio; su peso y la lentitud de tiro de sus máquinas no permitían apenas que pudieran utilizarse en combates que tuvieran lugar en terrenos descubiertos. Sin embargo, César consiguió una artillería de piezas ligeras y pudo no sólo servirse de ellas en algunas circunstancias, sino también instalarlas en la proa de las galeras.

Había numerosos tipos de ingenios de asedio que se construían generalmente sobre el terreno. Los más espectaculares eran las torres de asalto (turres ambulatoriae), de alturas incluso superiores a los 30 m, montadas sobre ruedas o sobre rodillos. Estaban fabricadas de madera y se recubrían con cuero grueso o con planchas de hierro para resistir el impacto de los proyectiles incendiarios. Los aparatos más modestos eran los plutei, simples pantallas de encañizada, algunas veces provistas de poleas, que servían para proteger a los legionarios durante su trabajo. Las vineae eran ingenios defensivos a modo de cabañas rodantes de 5 m de largo, 2 de ancho y 2,5 de alto, cuyo techo estaba construido a base de maderos recubiertos de encañizada y cuero, pudiendo tener los laterales desguarnecidos o provistos de protección, si bien los extremos delantero y trasero estaban siempre abiertos. Con estas defensas, los soldados romanos podían ir avanzando hacia el enemigo, colocando una vinea a continuación de otra, hasta formar un pasadizo protegido de los proyectiles. Los musculi eran semejantes a las vineae, pero más largos, más bajos y más estrechos; se usaban también para formar galerías. Las testudines (tortugas) eran vineae muy sólidas y sobre ruedas. Su extremo anterior, blindado normalmente, estaba provisto de un ariete que en su punta tenía esculpida la cabeza de un macho cabrío. Asimismo, este tipo de ariete podía estar suspendido de la plataforma inferior de una torre de asalto y constaba de una maza de hierro fijada a un tronco macizo forrado de cuerdas y cuero para impedir su rotura por efecto de los repetidos golpes. El equipo de asedio se completaba con los garfios de mango largo (falces murales) para derribar los muros, y las escalas (scalae) para el asalto.