清同治十二年（1873），两广总督瑞麟创建广州机器局于广州文明门外聚贤坊，委派温子绍为经理。该局是当时清朝官办四局（江南制造局、金陵机器局、福建船政局、天津机器局）以外的重要军事工业企业，也是洋务派在广州创办的第一个军事工业企业。

广州机器局试办之初，购买机器及铁、石、木等建筑材料，共支银14 985多两。每月约支银1 200两作为该局职员及工匠的薪水伙食费用。两年后，该局于省城西门外增埗购买民田，填筑地基，又设立了一所军火厂。光绪十年（1884）洋务派重要人物张之洞任两广总督。他认为“三洋海面，以粤为中，中国之有洋务，以粤为始，探洋情、买洋械，以粤为便”。于是他到广东不久，即积极整顿扩充广州机器局。光绪十二年（1886），张之洞将原聚贤坊的机器局裁撤，并于增埗。光绪三十年（1904）粤督岑春煊继续调整扩建机器局，先后改名广东制造军械局、石井兵工厂、广东兵工厂，继而发展成为南方一家颇具规模的军工厂。兴盛时期全厂有工人2000多名，每日开工12小时，月产量为：子弹210万发，二四式步枪1000多支，轻机枪20多挺，手榴弹2万颗。抗日战争时期，该厂迁往广西榕县，后来与广西兵工厂合并。

此外，广州机器局创建初期还在广州黄埔开设造船厂。同治十三年（1874）起，先后造船计有“内河轮船十六号”（“先后验明，俱皆工坚料实，驾驶灵捷”）和“海长青”、“执中”、“镇东”、“辑西”等4艘巡缉舰，逐步武装了当时张之洞组建的广东舰队。后因张之洞调任湖广总督，该局造船厂被裁撤，船坞器具归水雷局管理。