Концепция тоннелепроходческой машины (ТПМК) развивалась на протяжении веков, но ее современное воплощение можно отнести к новаторской работе нескольких инженеров и изобретателей. Первое значительное развитие технологии проходки тоннеля, напоминающее современный ТПМК, произошло в 1880-х годах благодаря работе Альфреда Эли Бича. Бич был американским изобретателем и издателем, наиболее известным как строитель Beach Pneumatic Transit, короткой линии пневматического метро в Нью-Йорке. Тем не менее, его вкладом в технологию проходки тоннелей стало изобретение метода щита, который включал использование защитного щита туннеля для рытья туннелей с одновременной установкой футеровки.
Настоящий современный ТПМК, который сочетает в себе земляные работы, поддержку и транспортировку в один непрерывный процесс, начал формироваться в середине 20-го века. Ключевой фигурой в этом развитии был британский инженер сэр Джон Фаулер, который вместе с Бенджамином Бейкером сыграл важную роль в строительстве первой подземной железной дороги в Лондоне, Метрополитен-железной дороги, которая открылась в 1863 году. Несмотря на то, что тоннели для этой железной дороги не были проложены с использованием настоящего ТПМК, методы, разработанные для этого проекта, заложили основу для будущих методов проходки тоннелей.
Первый полноценный ТПМК, который мог одновременно выкапывать и устанавливать тоннельную обделку, был разработан Джеймсом С. Роббинсом в 1928 году. Американский инженер Роббинс основал компанию Robbins, которая с тех пор стала ведущим производителем тоннелепроходческих машин. Щит Роббинса, как его называли, произвел революцию в тоннелестроении, позволив проводить более быстрые и эффективные земляные работы. Он использовался при строительстве тоннеля Холланд, который соединяет Нью-Йорк и Нью-Джерси под рекой Гудзон, и с тех пор использовался во многих крупных проектах по прокладке туннелей по всему миру.
С тех пор тоннелепроходческие машины продолжают развиваться, внедряя передовые технологии, такие как компьютерные системы управления, улучшенные режущие механизмы и более прочные опорные конструкции. Эти достижения позволили построить более длинные, глубокие и сложные туннели, изменив способ создания инфраструктуры и доступа к природным ресурсам.
В то время как концепция проходки тоннелей и инструментов для проходки тоннелей восходит к древним временам, современную тоннелепроходческую машину можно проследить до инноваций Альфреда Эли Бича, работы сэра Джона Фаулера и Бенджамина Бейкера в 19 веке и революционной разработки щита Роббинса Джеймсом С. Роббинсом в конце 1920-х годов. Эти изобретения и последующие достижения оказали значительное влияние на область гражданского строительства и строительства, позволив создать туннели, которые необходимы для транспорта, водоснабжения и энергетических систем во всем мире.