19世纪60年代初，在外国入侵和国内人民起义的双重打击下，清朝统治阶级内部发生了分化。一部分当权官僚，在已经变化的形势面前，仍然采取闭目塞听的态度，主张继续维持传统的封建统治秩序，反对任何变革，对西方资本主义的生产技术尤为深恶痛绝。因此，这部分人被称为顽固派，其主要代表人物是大学士倭仁、徐桐、李鸿藻等。另一部分握有实权的官僚，在西方资本主义的冲击下，感到中国正面临着千古未曾有过的大变局。他们从清政府在两次鸦片战争失败的教训中，特别是在同外国侵略者勾结起来共同镇压太平天国革命的经历中，看到了西方船炮的巨大威力，认识到要维护清朝的封建统治，必须与外国合作，学习西方的科学技术，仿造西方的船炮，采取西法练兵。他们认为，要解除“内忧外患”的危机，“探源之策，在于自强”，而“自强以练兵为要，练兵又以制器为先”；“中国欲自强，则莫如学习外国利器，欲学习外国利器，则莫如觅制器之器”①。由于他们主张取法于外洋，所以历史上称他们为洋务派，把他们所搞的活动称为洋务运动。这一派的主要代表人物，在中央政府内有领班军机大臣恭亲王奕沂、军机大臣桂良、文祥等，在地方上则有曾国藩、李鸿章、左宗棠及后起之张之洞等有实力的督抚。由于李鸿章经办的洋务最多，影响最大，因而成为洋务派最主要的代表。
当时，主持全国洋务活动的最高机构是总理各国事务衙门。鸦片战争前，清政府没有专门的、统一的外交机构，对外事务主要由礼部和理藩院兼管。鸦片战争后，清政府设立先后由两广总督和两江总督兼领的五口通商大臣，负责对外交涉事务。第二次鸦片战争结束后，面对日益频繁的外交事务和公使驻京的新局面，为适应中外关系的转变，奕沂等于咸丰十年十二月三日（1861年1月13日），奏请在京师设立总理各国事务衙门，以专责成。十二月十日（1月20日），咸丰帝下诏批准。咸丰十一年二月一日（1861年3月11日），该机构正式成立，简称“总理衙门”、“总署”、“译署”；任命恭亲王奕沂、大学士桂良、户部左侍郎文祥为总理衙门大臣。总理衙门成立后，除逐步建立内部各种机构外，还下设同文馆、总税务司。同时，根据奕沂的建议，清政府又命崇厚为牛庄、登州、天津三口通商大臣（同治九年改称北洋通商大臣，由直隶总督兼领）；命署钦差大臣江苏巡抚薛焕兼办南方各口通商事务（同治五年改称南洋通商大臣，由两江总督兼领）。总理衙门成立后，除办理外交、通商外，凡举一切与“洋务”有关的事务，诸如关税、学堂、铁路、电报、海防、矿务、传教等，亦均归其管理。因此，总理衙门实际成为同治、光绪两朝开展洋务活动的领导机构。
福州船政局洋务派所搞的“洋务”，内容非常广泛，诸如对外交涉、订立条约、购买西方军火器械、以“洋法”练兵、兴办军用和民用工业、办学堂、派遣留学生等等，都属于洋务运动的范围。但是，他们的主要事业则是兴办近代的军用工业和民用工业以及用“洋法”训练军队。随着洋务运动重点的变化，从19世纪60年代到90年代的30年中，洋务运动大致可划分为两个阶段：从60年代至70年代初为第一阶段，重点在建立军事工业；从70年代至90年代为第二阶段，重点转为办民用企业。
从19世纪60年代初至90年代，30多年里，洋务派在“求强”的口号下，先后在各地设立约二十座制造枪炮、火药、水雷和兵船的军工厂，其中较重要的有：安庆内军械所、江南制造总局、金陵机器局、福州船政局、天津机器局和湖北枪炮厂。
安庆内军械所，是洋务派创办的最早的兵工厂。咸丰十一年十一月（1861年12月），曾国藩在安庆设立，主要生产子弹、火药、枪炮，产品供湘军使用；劳动力从水师中调配，未雇洋匠。它虽然仍以手工制造为主，但却集中了一批著名的科技人才，如李善兰、徐寿、华蘅芳等，为引进科学技术和从手工业制造向机器工业过渡创造了条件，是洋务派仿造西式船炮的开端。
江南制造总局，简称沪局，是当时国内最大的兵工厂。同治元年（1862），李鸿章委派英人马格里在松江城外开办“上海洋炮局”，次年发展为马格里、苏松太道丁日昌、副将韩殿甲分别主持的三个洋炮局。同年十月（1863年12月），李鸿章率军占领苏州，马格里主持的洋炮局随即迁至此地，称苏州洋炮局。同治四年（1865），李鸿章以购置的上海虹口一家美商旗记铁厂为基础，将丁日昌、韩殿甲主持的两所炮局并入，且把曾国藩委托容闳从美国购来的一批机器合在一起，建成江南制造总局。初期聘美国人科尔为总监工，雇美国工匠若干人，后更多地聘用英国技师。同治六年（1867），厂址从虹口迁至上海城南高昌庙；以后基本建设、机器设备，逐年扩充，相继建成机器厂、铸钢铁厂、轮船厂、枪厂、炮厂、火药厂、炼钢厂等，拥有工人二千余名。其创办经费约543万两，以上海海关税收的二成作为常年经费，平均每年约60余万两。该局以生产枪、炮、弹药为主，辅之以修造船舰。所制军火及军用物资，多调拨供应湘、淮军使用。
金陵制造局，简称宁局。同治四年（1865），李鸿章就任两江总督，遂将马格里主持的炮局从苏州移至南京并加以扩充，改称金陵制造局。宁局经费最初由淮军军饷调拨，光绪五年（1879）起由江海关等官署拨银。其机器设备主要购自英国；产品主要是枪、炮、火药和水雷等，大都供应淮军，小部分调拨分发南洋和沿江备省。
福州船政局，简称闽局，是当时国内最大的船舶修造厂。同治五年（1866），闽浙总督左宗棠创设于福州马尾山；同年八月（9月）左宗棠调任陕甘总督后，举荐前江西巡抚沈葆桢为总理船政大臣接办该局。船政局机器设备购自法国；最初五年任用法国人日意格、德克碑为正副监督，后由中国技术人员接管。创办经费四十七万两，常年经费由闽海关每月拨银五万两，从同治十二年（1873）起每月由茶税项下增拨银2万两。该局从建厂投产到光绪二十一年（1895），30年时间，共造船三十六艘，分发南、北洋水师使用。
天津机器局，简称津局。奕沂等见江南相继举办军火工厂，且大权均为汉族官僚所掌握，于是奏请命满洲贵族在天津设局制造军械，以“拱卫神京”。同治六年（1867），三口通商大臣崇厚遵命创设“军火机器总局”于津，开办经费二十余万两。同治九年（1870），直隶总督李鸿章接办，改名“天津机器制造局”，在原有基础上进行大规模扩建。该局分为东西两局，东局设在城东贾家沽，主要制造火药、枪炮、子弹和水雷；西局设在城南海光寺，主要制造军需器具和开花子弹；其产品主要供应直隶、东北及江南各地淮系水陆军。
湖北枪炮厂，是洋务运动后期创建的较大的军火工厂。中法战争后，两广总督张之洞即拟在广州筹建一座大型枪炮厂。光绪十五年七月（1889年8月），张之洞改任湖广总督，遂于次年二月（1890年3月）奏准把枪炮厂改移鄂省汉阳大别山麓。二十年（1894），枪炮厂正式开工生产，不久遭火灾，修复后于次年继续生产。该厂创办经费七十余万两，常年经费四十余万两。枪炮厂下设炮厂、枪厂、炮架、炮弹、枪弹五所，规模宏大，机器先进，所造枪炮弹药质量在沪、津两局之上，是洋务运动后期创办的较有成效的军工企业。
从上述军事工厂可以看出，洋务派举办的军事工业，部是官办的，经费由官府拨充，总办由官府委派，管理机构是封建衙门式的官僚机构，产品由清政府直接调拨给军队，不参加市场交换。同时，这些军工企业从设计到施工、机器装备、生产技术，直到原料供应，又处处依赖外国；企业内任用的外国主持人和技术人员垄断专横。所有这些，表明洋务派举办的近代军事工业具有浓厚的封建性和买办性。但是，这些军事工厂已引进西方的机器和技艺，比较普遍地采用雇佣劳动力，19世纪80年代以后，部分产品已由各省以协饷等名目调换或计价购买，因此，这类企业已带有资本主义性质，对中国社会发展具有一定的积极作用。
洋务派在举办军事工业过程中，遇到一系列困难，如资金缺乏，原料、燃料的供应不能保证，交通运输落后等等。他们在实践中认识到：“必先求富而后能强。”李鸿章说：“夫欲自强，必先裕饷，欲浚饷源，莫如振兴商务。”②于是，从70年代到90年代，洋务派在发展军事工业的同时，又在“求富”的口号下，兴办一系列民用工业，总数约有20多个，其中规模较大的有轮船招商局、开平矿务局、电报局和上海机器织布局。
轮船招商局，是洋务派由军事工业转向民用企业、由官办转向官督商办的第一个企业。为开辟财源、抵制外国轮船公司对中国沿海和长江中下游航运的垄断，解决清政府漕粮运输危机，同治十一年（1872），直隶总督兼北洋大臣李鸿章委派浙江海运委员、候补知府朱其昂筹备轮船招商事宜，十一月二十七日（12月27日）轮船招商局在上海成立。该局采取“官督商办”的方式，即由官方给予扶植并派员监督，商务则由商董承办并自负盈亏；先后担任总办、会办的除朱其昂外，还有唐廷枢、徐润、盛宣怀、马建忠等。初创时集股困难，其资金大部分来自清政府垫拨的官款，四五年后业务有所发展，官款以承包漕运的方式逐步抵还。该局成立伊始，便遭到外国资本的仇视，美国旗昌、英国太古、怡和轮船公司，采取大幅度降低运费等手段，企图将其搞垮。在外国轮船公司的竞争和排挤下，招商局开辟国外航线受到挫折，被迫停驶。在国内航运方面，招商局得到清政府的扶助，通过包揽漕运和承运官物以及获取免税、贷款、缓息等特权，在激烈竞争中仍能维持航运业务。光绪三年（1877），招商局以高价购进美商旗昌轮船公司轮船和设备，加上自有的12艘轮船，成为一个拥有30多艘商船的大型近代航运企业。在此隋况下，太古、怡和轮船公司与招商局相互采取妥协立场，三次订立“齐价合同”，以避免在角逐中两败俱伤。