一种意见认为，木牛、流马都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，认为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，北宋才出现独轮车的称呼。这两种独轮车都很独特，其车形似牛似马，具有独特的运输功能。木牛有前辕，引进时人或畜在前面拉，人在后面推。而流马和木牛大致相似，只是没有前辕，行进时不用拉，仅靠人推。值得一提的是，三国时蜀汉偏处西南一隅，马匹有限，并且多被用于骑兵作战。运粮运草主要靠人力，这样，木牛流马便应运而生，发挥了很大的作用。这种说法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。但是，有人对此颇有微辞，认为四轮车与独轮车的机械原理十分简单，无须大书特书，诸葛亮的本领也不至于如此平庸。
还一种意见认为，木牛、流马是新款的自动机械。《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。”意思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，三国时期利用齿轮制作机械已属常见，后世所推崇的木牛流马，不可能是汉代已有的独轮车，很有可能是令祖冲之感兴趣的、运用齿轮原理制作的自动机械。然而遗憾的是并无实物留于后世。
第三种意见认为，木牛、流马是四轮车和独轮车，但是何者为四轮，何者为独轮却观点截然相反。宋代高承《事物纪原》卷八认为：“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。虽然它们的尺寸与古代的木牛流马不相同，但工作原理差不多：木牛的载重量比较大，行进缓慢，比较适宜在乎缓的道路上运行；流马则是专门用于山区运输的工具。并推测，当年诸葛亮北伐曹魏，所需粮草需要从遥远的川西平原运到秦陇地区，沿途既有平原也有山地。尤其是出川的“蜀道”，艰险崎岖，沿江的许多栈道是在峭壁上开凿的，又窄又险，有的只有一米多宽，也只能容纳“流马”这种独轮车通过。这两种完全相左的论断，我们也没法评判哪一种正确。
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。全国知名的研究三国史专家谭良啸认为，木牛和流马为一物，是一种新的人力木制四轮车；新疆大学机械工程学院高级工程师王湔也认为，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。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。同济大学园林建筑专家陈从周等则勘察了川北广元一带现存古栈道的遗迹，掌握了宽度、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，外形像马。
上述几种观点，不一而足，究竟哪一种说法最符合木牛流马的原貌，至今仍难以评说。近日，四川省博物馆文物修复专家李刚把3000多块碎陶片复原成一辆完整的三轮马车，该车的断代在东汉与三国之间。他认为就是历史上传说的诸葛孔明的木牛流马。这辆是一件殉葬品，只有实物三分之一大。高1.15米，车厢高1米，全长2.56米。该车有很多先进之处。首先，一般马车只有两个轮子，这样，马不仅要费力拉车，还要承担车身的重量；而三轮马车的出现减轻了马的承重负担，增加了马车的稳定性，让它的牵引力更大，从而运送更多更重的货物。其次，传统二轮马车的车身和马之间靠“辕”连接，“辕”的长度注定了马车转弯半径大，不适合在狭窄的山路上行走；而三轮马车在前面的轮子和后面的车厢之间有个“转向器”，适合在狭窄山路上转弯。不过对于“人不大劳，牛不饮食”，李刚也不能解释清楚。诸葛亮如果九泉之下有知，一定会后悔当初没有留下详细的制作图解。
