1866年10月6日，清政府批准总署奏请，命三口通商大臣崇厚筹设天津机器局。1870年，李鸿章调任直隶总督后，该局改由李鸿章接办。李鸿章从南方调来大批职工，将局里的“北方旗人、汉人都解雇了”。

该局分东西两局，东局设在城东贾家沽，以制造火药、枪炮、子弹和水雷为主；西局设在城高海光寺，以制造军需器具、物资和开花子弹为主。经李鸿章扩充后，还制造挖泥船、皇家游艇等。东局还附设水师、电报学堂。