Ana madde: Su değirmeni
Greko-Romen Avrupa
Su çarkının teknolojisi uzun zamandır bilinmekteydi, ancak Orta Çağ'a kadar yaygın olarak kullanılmamıştı; bu dönemde işgücü kıtlığı su çarkı gibi makineleri uygun maliyetli hale getirmişti. Bununla birlikte, antik Roma ve antik Çin'deki su çarkları, tahıl ve diğer maddeleri dövmek için değirmenlere güç sağlamada birçok pratik kullanım alanı bulmuştur. Romalılar hem sabit hem de yüzer su çarkları kullanmış ve su gücünü Roma İmparatorluğu'nun diğer ülkelerine tanıtmışlardır. Romalıların su çarklarını madencilik projelerinde yaygın olarak kullandıkları bilinmektedir; günümüz İspanya'sı gibi yerlerde Roma döneminden kalma devasa su çarkları bulunmuştur. MÖ 1. yüzyılda Yunan epigrammatist Selanikli Antipater su çarkına ilk atıfta bulunan kişidir.
Antik Çin
En azından MS 1. yüzyıla gelindiğinde, Doğu Han Hanedanlığı Çinlileri değirmenlerde tahıl ezmek ve demir cevherini dökme demire dönüştürmek için piston-körüklere güç sağlamak amacıyla su çarklarını kullanmaya başlamıştır.
Huan Tan tarafından MS 20 civarında (Wang Mang'ın gaspı sırasında) yazılan ve Xin Lun olarak bilinen metinde, Fu Xi olarak bilinen efsanevi mitolojik kralın havan ve havan topundan sorumlu olduğu ve bunun eğimli çekiç ve ardından üç çekiç cihazına dönüştüğü belirtilmektedir (bkz. üç çekiç). Yazar mitolojik Fu Xi'den bahsetse de, yazısının bir bölümü su çarkının MS 1. yüzyılda Çin'de yaygın olarak kullanıldığına dair ipucu vermektedir.
MS 31 yılında, Nanyang'ın mühendisi ve valisi Du Shi, dökme demir üretmek amacıyla yüksek fırının körüklerine güç sağlamak için su çarkının ve makinelerin karmaşık bir kullanımını uygulamıştır. Çin'deki su çarkları bunun gibi pratik kullanımların yanı sıra sıra dışı kullanımlar da bulmuştur. Mucit Zhang Heng (78-139), tarihte ilk kez bir su çarkı kullanarak bir astronomi aleti olan armillary küreyi döndürmek için itici güç uygulamıştır. Makine mühendisi Ma Jun (200-265) bir keresinde Wei İmparatoru Ming için büyük bir mekanik kukla tiyatrosuna güç sağlamak ve çalıştırmak için bir su çarkı kullanmıştır.
Ortaçağ Avrupası ve Modern
Özellikle Sistersiyen manastırları, birçok çeşit değirmene güç sağlamak için su çarklarından geniş ölçüde yararlanmıştır. Çok büyük bir su çarkının erken bir örneği, İspanya'nın Aragon bölgesindeki bir Sistersiyen manastırı olan 13. yüzyılın başlarındaki Real Monasterio de Nuestra Senora de Rueda'da hala mevcuttur. Kuşkusuz en yaygın olanı mısır öğütmek için kullanılan değirmenlerdi, ancak kereste fabrikaları, dolgu değirmenleri ve diğer birçok emek yoğun işi yerine getiren değirmenler de vardı. Su çarkı, Sanayi Devrimi'ne kadar buhar makinesiyle rekabet etmeye devam etti.
Su çarklarının temel zorluğu sudan ayrılamaz olmalarıydı. Bu da değirmenlerin genellikle nüfus merkezlerinden ve doğal kaynaklardan uzakta konumlandırılması gerektiği anlamına geliyordu. Ancak su değirmenleri yirminci yüzyıla kadar ticari olarak kullanılmaya devam etti.
Overshot & pitchback su çarkları, genellikle küçük bir rezervuarla bağlantılı olarak 2 metreden fazla yükseklik farkına sahip küçük bir akışın olduğu yerlerde uygundur. Breastshot ve undershot çarkları nehirlerde veya büyük rezervuarlı yüksek hacimli akışlarda kullanılabilir.
· 
· 
· 
Birleşik Krallık'ta inşa edilen en güçlü su çarkı Manchester yakınlarındaki 100 beygir gücündeki Quarry Bank Mill Su Çarkı'dır. Yüksek göğüs vuruşlu bir tasarım olan bu çark 1904 yılında emekliye ayrılmış ve yerine birkaç türbin yerleştirilmiştir. Şimdi restore edilmiştir ve halka açık bir müzedir.
Modern Hidro-elektrik barajlar da bir çarkı döndürmek için suyun yokuş aşağı hareketinden faydalandıklarından su çarkının torunları olarak görülebilirler.
