第一种意见认为，木牛、流马是经诸葛亮改进的普通独轮推车。这种说法，源自《宋史》、《后山丛谈》、《稗史类编》等史籍，意谓木制独轮小车在汉代称为鹿车，诸葛亮加以改进后称为木牛、流马，北宋才出现独轮车之称。此说还以四川渠县蒲家湾东汉无名阙背面的独轮小车浮雕等实物史料为佐证，认为这些东汉的独轮车，都再现了木牛、流马的模样。
第一种意见认为，木牛、流马是新颖的自动机械。《南齐书·祖冲之传》说："以诸葛亮有木牛流马，乃造一器，不因风水，施机自运，不劳人力。"这是指祖冲之在木牛流马的基础上，造出更胜一筹的自动机械。以此推论，三国时利用齿轮制作机械已为常见，为后世所推崇的木牛流马，不可能是汉代已有的独轮车，而是令祖冲之感兴趣的、运用齿轮原理制作的自动机械。
第三种意见认为，木牛、流马是四轮车和独轮车，但是何者四轮，何者独轮却观点截然相反。宋代高承《事物纪原》卷八说："木牛即今小车之有前辕者；流马即今独推者是，而民间谓之江州车子。"而范文澜则认为，木牛是一种人力独轮车，有一脚四足。所谓一脚就是一个车轮，所谓四足，就是车旁前后装四条木柱；流马是改良的木牛，前后四脚，即人力四轮车。完全相左的论断，真叫人无所适从。
还有一种争论，更有意思，即木牛和流马究竟是一物，还是两物。如谭良啸认为，木牛和流马是一回事，是一种新的人力木制四轮车；王开则认为，木牛与流马是两种东西，前者是人力独轮车，后者是经改良的四轮车。王湔也认为，二者同属一物，并制造出一种具有牛的外形、马的步态的模型。陈从周等则勘察了川北广元一带现存古栈道的遗迹、宽度、坡度及承重等数据，认为二者乃二物：木牛有前辕，引进时有人或畜在前面拉，后面有人推；流马与木牛大致相同，但没有前辕，不用人拉，仅靠推力行进，外形似马。
上述种种，不一而足，究竟何说最符合木牛流马的原貌，至今仍难评说。诸葛亮若泉下有知，定会后悔当初未曾留下详细的制作图解。
