土地工务局的歷史与澳门的歷史息息相关，其发展及演进反映在数个世纪以来所完成的无数工程及事业上。

自十七世纪末，澳门已是一个着名的国际商埠，虽然此地位过去曾受到一些不利因素所冲击，但城市发展却从未中止过。十九世纪中叶，随着国际商埠地位获得确立，澳门由渔村向都市化逐步演进，市区中心逐渐形成，对公共工程，如开闢马路及填海等的需求亦随之增加，这些都是由属工务部门的“工务局”所负责的。

回应地区发展的需要，工务局职能不断扩大。1867年，职务范围包括：市政工程、军事工程和防御工程；公共建筑、街道、桥樑、码头、马路等的建造、检查和管理；工程的维修保养；建筑用地的量度和批给；参与和兴建与私人楼宇有关的街道准线的制定以及公众利益的事务；对重建及新建的楼宇的申请和案卷编写报告；绘制地图和探测；就购置物料及承揽工程制订合约和进行批给；对一切工程的技术、建筑和经济方面的条件进行研究。

1869年，工务局的职能伸展至泥塘的积水排放、濬河及土地勘探。八年后开始负责监察及管理公园。从1892年起，更对澳 门以至葡萄牙的道路、桥樑、水利工程负起研究、建造和保养的责任。当中包括灌溉系统、公共建筑、土地测量、电报系统、灯塔、矿井、石矿场和地质研究等。到了1900年第三季度末，其职责进一步明确，主要负责澳门任何性质建筑物的建造和维修的准照发放，及一切与该等工程有关的批给、指导和稽查的工作，并执行当时的公共工程法律和规章。十四年后，《澳门省工务局组织规章》获得通过，工务局下设四个常设科分别负责“公共及私人建筑”、“道路及卫生”、“水利工程及其他工程”，以及“道路、公园和树林的保养”。

进入二十世纪二十年代，澳门与内地的关系有所改进，加速了澳门城市发展的步伐。工务局辖下的“科”增至五个，分别承担“公共和私人建筑”、“道路和卫生”、“民用建筑及道路”、“公园和树林的保养”及“电力服务和电力工业的技术稽查”等范畴的工作。其后，其职能更延伸至地区的公共工程及纪念碑的建造、邮政、电报、电话及无线电服务等。到了1930年，分工更细，当时，工务局辖下设立八个科，分别负责全澳各项工务事项。

事实上，随着社会进步和时代变更，澳门政府各级机关架构时有改变，以适应新管理模式的需要。专责工务的行政机关亦前后出现过多个不同的称谓，分别有：“工务局”、“工程公所”、“工务专理局”、“工务港口及运输厅”，等等。1964年10月，《省立工务运输厅组织规章》获通过，“工务港口及运输厅”改组成为“工务运输厅”。1981年，政府对行政架构进行较大规模的改革，新设五个政务司分管不同职能机关，希望令组织架构更专业化以适应当时社会和经济的快速发展。而“工务运输厅”、“建设计划协调司”及“邮电司”等部门则由五个政务司之一的“计划设备暨建设政务司”管辖。同年，“工务运输厅”升格为司级，改称为“工务运输司”。

“工务运输司”先后于1984年9月及1989年两次重组架构，第二次重组与“建设计划协调司”合併成“土地工务运输司”。翌年，“土地工务运输司”正式成立，其原来隶属的“计划设备暨建设政务司”亦易名为“工务暨运输政务司”。随着澳门回归祖国，成为中华人民共和国澳 门特别行政区，“土地工务运输司”于1999年12月20日改称为“土地工务运输局”。2008年5月13日，特区政府设立专责交通事务部门，随即取消土地工务运输局陆上运输相关职能。

“土地工务运输局”于2022年4月1日重组架构为“土地工务局”，增加“机电设施”职能；而属于公共工程范畴的“公共建筑”及“基础建设”职能则与建设部门合併。