棉起源于近赤道的热带干旱地区，原始类型为多年生灌木或小乔木，种皮上的纤维短而稀少。经长期自然驯化和人工选择，近代栽培的一年生棉花纤维细长而洁白，从而极具纺织价值。一般认为二倍体栽培种亚洲棉和草棉起源于东半球亚非大陆，又称旧大陆棉；四倍体栽培种陆地棉和海岛棉起源于西半球美洲大陆及其沿海岛屿，又称新大陆棉。

古代印度是亚洲棉的起源中心，草棉的种植也有悠久的历史。在公元前1500年～前1000年古代印度的《梨俱吠咜》中，有最早关于棉的文献记载。此后，《历史》《植物的历史》《摩奴法典》《政事论》《地理学》《厄立特里亚航海记》《自然史》以及古代印度佛经中，均有旧大陆棉花的记载。

旧大陆棉花纺织应用的最早考古证据是公元前第六个千年美赫尕尔的棉纱线，保存在铜珠孔洞中。20世纪20年代，印度河流域摩亨佐-达罗（Mohenjo Daro）考古发现的棉织物残片是公元前第三个千年的遗物，纤维是亚洲棉种。除纤维制品之外，南亚考古还发现了大量不同历史时期的棉籽。考古发现确证了印度河流域是早期旧大陆棉花的重要种植区域，是栽培种亚洲棉的起源中心，其后亚洲棉从印度次大陆传入地中海沿岸和欧洲。

印度不仅是棉花栽培的起源地，棉纺织技术也发展较早，古代印度的棉花和棉纺织品通过战争和贸易声名远扬。

元初的《农桑辑要》（1273）积极推广棉花种植。《农书》（1313）记述和描绘了棉花加工机械。元代以后的统治者都极力征收棉花棉布，劝民植棉。棉纺织技术在元明时期得到了大发展。

四倍体栽培种可能有两个起源中心：①南美洲安第斯山区的秘鲁、厄瓜多尔、哥伦比亚一带；②中美洲和加勒比海地区的墨西哥南部和危地马拉。考古工作证明在南美洲安第斯山中部秘鲁与玻利维亚之间的安第斯山古代印第安人文化，早在前陶时期（前1800年之前），那里的印第安先民已种植棉花。秘鲁北部曾发现有公元前2400年的渔网，公元前1700年的灯芯，以及公元前1600～前1500年的织物，均由海岛棉纤维制成。大约4300～5500年前，中美洲和加勒比海地区的墨西哥南部以及危地马拉已有类似陆地棉的栽培种，在欧洲人移居美洲以前已广泛种植海岛棉和陆地棉，以后随着殖民主义的扩张及商业贸易活动，迅速传到美洲各国并传播到亚洲、非洲和欧洲等地。18世纪，抵抗力强、纤维长、强力高的陆地棉在北美大陆推广种植。由于陆地棉和海岛棉纤维更适合机器加工，在机器棉纺织加工中取代了亚洲棉和草棉的应用。

将籽棉中的棉籽与棉纤维分离的过程称为轧棉。早先没有任何轧棉工具，仅靠手剥除棉籽，后来发展到用碾轴——铁筋或铁杖去籽。大约南宋之前中国多用碾轴去除棉籽。

6世纪时在南亚和中东出现了一种装置，有两根木制压辊，借助平行蜗杆和手摇曲柄朝相反的方向转动，分离纤维和棉籽。12世纪时这种装置遍布印度次大陆，利用这种装置通常1名女性1天的轧棉量可以达到6～8磅（2.724～3.632千克），较碾轴去籽生产效率大大提高。元代《农书》（1313年）中绘制的木棉搅车是一种4框落地式轧棉机械。明代《天工开物》中出现了结构更合理，操作更方便、省力的3足搅车。

随着棉花栽培在北美大陆的扩大，1794年，E.惠特尼（Eli Whitney，1765～1825）发明了锯齿轧棉机，籽棉送入箱内，纤维被分离出来而种子被留下，极大提高了去除棉籽的效率，对于棉种植业是一种革命。经过不断改进，现代棉花初加工主要采用锯齿轧棉和皮辊轧棉两种方式。

棉花经轧花去籽后，尚需进行弹棉，又称弹花，使纤维松散便于纺纱，同时去除混杂在棉花中的杂质，提高纺纱质量。弹棉的实质是利用振荡原理进行开棉和清棉。图3为印度的弹棉。中国最初采用的弹弓是小弓，弹力轻微，用手指拨弹。14世纪初，出现了4尺（约1.33米）长的大弓，到了明清弹弓又有改进（详见《中国大百科全书 纺织卷》中国棉纺织史）。弹棉的弦弓在埃及、俄罗斯和中欧、日本也有发现。弹弓进入西欧的时间较晚，可能是因为弹棉加工大多在原棉产地进行。

18世纪60年代，从英国发起的第一次工业革命首先出现于棉纺织业，开创了以机器代替手工劳动的时代。1800年左右英国出现了动力驱动的开清棉机械。早在1738年，英国人L.保罗（Lewis Paul，？～1759）预见了机械化纺纱的到来，在10年后设计了两台梳理机。19世纪以后，梳棉机变得越来越大、越来越复杂。盖板梳理机在棉纤维梳理加工中得到推广应用。

棉纤维属短纤维，必须加捻纺成纱线，才能进行织造。最原始的纺棉方法是徒手搓捻。后来人们开始使用纺专纺纱，纺专兼具牵伸、加捻、卷绕的作用。关于纺专的具体出现时间，现在尚无从查考。世界各地的考古资料中，纺轮——纺专的主要组成部分的存在具有普遍性，这是与人类对于衣物需要的普遍性相对应的，是与人们生活息息相关的。纺专纺纱相对于徒手搓捻，大大提高了生产效率和纱线质量。但用纺专纺纱时，由于人手每次搓动捻杆的力量有大有小，纺轮转动的速度有快有慢，纱线有细有粗，加捻和卷绕间歇进行也降低了纺纱效率，纱线生产效率的低下势必影响后道织造工序的供给，这就使得人们不得不革新纺纱工具，手摇纺车就应运而生。将纺专横着支于架上，另有大绳轮，用绳索和纺专上的纺轮套连在一起。这样，手摇绳轮一周，锭子可以转几十周，纺纱的质量和效率都得到了提高。

旁遮普出土有公元前3000年的陶制纺车，纺纱可能在公元后已成为印度较普遍的生产活动。纺纱工艺既可用于棉花，也可用于羊毛、大麻、亚麻等短纤维加工，因此纺车的运用，作为纺织史上重要的创新技术之一，就很难确定它与棉花传播之间的关系。中国商代已经出现纺车的雏形，以纺车为名而用于纺棉的记载，以《农书》的木棉纺车为最早。元时纺棉除沿袭使用手摇单锭纺车外，已开始改用脚踏3锭纺车。清末，在捻麻用“大纺车”的基础上，创制出多锭纺纱车（详见《中国大百科全书 纺织卷》中国棉纺织史）。据资料记载，纺车大约在1260年的中东已为人所知。纺车于1600年前由印度传入马来半岛，并进入南苏拉威西岛和马鲁古群岛。13世纪，纺车由伊斯兰传入欧洲，而直到殖民时期以后才传入非洲。

16世纪以后，欧洲手工纺织机器开始有了较大的改进。1533年，德国人J.于尔根（J.Jurgen）制成装有翼锭和筒管的手工纺纱机，使加捻和卷绕动作可以同时连续进行，使纺纱的生产率大大提高。1764年英国人J.哈格里夫斯（James Hargreaves）制成竖式8锭珍妮纺纱机，把预先制成的纤维条用罗拉（纺织机械中起喂给、牵伸、输出等作用的圆柱形回转零件，是英语词“roller”的音译，有辊和轴的含义）喂入，从而摆脱了喂入纤维的手工方式。珍妮纺纱机的发明和使用是英国工业革命的开端，使纺织业发生了机器发明的连锁反应，进而影响到其他相关产业机器的发明和应用。不久，手工操作的翼锭式罗拉纺纱机和走锭纺纱机相继出现。

18世纪，欧洲资本主义生产方式逐步建立，手工纺织机器工作机件的一系列改进，使得利用各种自然动力代替人力驱动的集中生产成为可能。18世纪七八十年代，欧洲广泛利用水力驱动棉纺机器。到1788年英国就有了143个水力棉纺厂。18世纪末，纺织厂开始利用蒸汽机，从此家庭手工业生产逐步被集中性大规模工厂生产所代替。纺织生产的大工业化，反过来又促进了纺织机器更多的革新与创造。1825年，英国人R.罗伯茨（R.Roberts）制成动力走锭纺纱机，逐渐推广使用。1828年，更先进的环锭纺纱机问世，经过不断改进，得到广泛使用，表1为1913年棉纺工业中使用的走锭纺纱机和环锭纺纱机。到20世纪60年代，环锭纺纱机几乎完全取代了走锭纺纱机。日本在学习西方技术的基础上，自行研制了多锭大和纺纱机。

英国通过产业革命而大大富强起来的先例，使欧、美各国群起仿效，并在18世纪末、19世纪初的几十年内或迟或早也相继实现了这种改革。19世纪60年代，变革传到明治维新以后的日本。从1880年起，日本纺织工业得到迅猛的发展。尽管世界棉纺织工业出现了激烈的竞争，1900年英国仍然控制着棉纺织业和贸易，其棉纺锭子几乎占世界总锭数的一半，其棉织品贸易约占世界的3/4。

翼锭和环锭的发明，使加捻和卷绕两个动作可以同时连续进行，这比走锭纺纱机上加捻和卷绕交替进行提高了生产率。但是加捻和卷绕工作是由同一套机构（翼锭或环锭）完成的，这就限制了成纱卷装的尺寸。要解决卷装尺寸与机器运转速度之间的矛盾，只有把加捻和卷绕分开，各由专门机构来进行。20世纪中叶，各种新型纺纱方法相继产生，如转杯（气流）纺纱、静电纺纱、涡流纺纱、包缠加捻的喷气纺纱、加捻并股的自捻纺纱等。新型纺纱产量高、卷装大、工序短。在推广新型纺纱的同时，传统环锭纺也加快了技术创新，紧密纺、赛络纺、紧密赛络纺、缆型纺等新技术也得到了应用。

最原始的织造是徒手排好竖直方向的经纱，然后一根隔一根挑起经纱穿入横向的纬纱。最早的织机没有机架，后来出现了水平织机、竖织机、斜织机、多踪多蹑织机、束综提花机等多种形式。不同地区生产的织物品种不同，发展出的织机和织造技术也存在差异。考古发现的前陶时期秘鲁的棉织物多为编结而成，只有很少的平纹织物，从织物尺寸来看，可能采用的是无综框的织机。印度是棉花的原产地，也是棉纺织技术的起源地。约旦东部出土有前4450～前3000年的综版织棉布，应该不是当地所产，反映了古代社会的交流。摩亨佐达罗考古发现的棉织物残片，织物使用茜草类植物染料染为紫色，表明哈拉帕文明棉纺织已经出现。前1500～前1000年印度的诗歌总集《梨俱吠陀》中，提到“织布机上的线”“日夜两女织工缠结连续的线”，这是印度最早有关棉织的书面记载。印度的棉织机可能有腰机、背带式织机。立式织布机于12世纪传入印度次大陆，用于生产图案复杂的纺织品或地毯。地坑织机被认为是印度最早的踏板织机，织工的腿和踏板置于地坑中，它省去了部分机架，而且经线离地面很近，可吸收地面的潮气，增加纱线的强力。4000年来印度的手工织机变化很少，而且在过去几个世纪中发展起来的织造技术能继续同时使用。元代以前，是中国丝织机具和技术大发展的时期，棉织技术也可能受到先进的丝织技术的影响。

1733年，英国的J.凯（John Kay，1704～1779）申请了飞梭专利，不仅提高了织布速度，而且使织物幅宽加大，大大提高了织布效率。织机对纱线的需求增加迫使人们来提高纺纱速度，促进了纺纱技术的革命性进步。1805年，利用与筘座相连的棘轮的卷布装置取得专利，在19世纪得到普遍应用，它能使卷布辊自动卷取。在19世纪早期制造的各种不同织机中，斯托克波特的霍罗克斯（William Horrocks）于1813年引入了改变筘座速度以延长梭子在梭口中飞行时间的方法，并且采用了拉德克里夫将布绷紧的方法。1813～1820年，英国动力织机的数量从2400台增加到了14150台。1926年，上投梭的引入使织机发展又向前迈进了一步。1845年，实现了升降梭箱运动的机械化。19世纪40年代，动力织机的应用已经进入更为经济的阶段。由于断纬自停装置和自动伸幅装置的应用，使得一个织工可以同时看管多台织机。19世纪70年代，在兰开夏郡的棉纺业中，动力织机在与手工织机的竞争中所向披靡。1895年，美国德雷珀公司售出了诺思罗普织机，织机会断头自停，不必停机就能更换纬管，减轻了工人的劳动强度，能在劳动力成本下降的同时提高产量。诺思罗普织机在美国等新兴地区比在兰开夏等传统地区传播得更快。

尽管世界棉纺织工业出现了激烈的竞争，1900年英国仍然控制着棉纺织生产和贸易，其棉纺锭子几乎占世界总锭数的一半，其棉织品贸易约占世界的3/4。第一次世界大战破坏了参与国的生产和贸易，在1929年世界贸易萧条的影响下，英国棉纺织业陷入困境。第二次世界大战以后，世界进入了一个竞争激烈、市场变化不定的新时代。织造技术的不断改进，不仅提高了生产率，而且改善了工作条件。无梭织机开始发展，1933年，德国人罗斯曼（Rossman）获得了片梭引纬的专利，以后瑞士苏尔泽公司进行了大量研究，20世纪50年代初苏尔泽片梭织机投入商业化生产。剑杆织机最早在1846年出现于英国，直到1945年美国德雷珀（Draper）公司才采用夹持式剑杆引纬，制造出新型剑杆织机。1914年，美国的勃洛克斯（Brooks）获得用气流引纬代替梭子引纬的专利。1959年，在英国曼彻斯特国际纺织机械展览会上，展出了由瑞典人M.帕博（Max Paabo）设计制造的幅宽为90厘米的喷气织机。

棉布由于纯白的色泽深受希腊人和罗马人赞赏。棉织品的漂白是被铺放在阳光照射的草地上，凭露水溅湿。公元79年之前的庞培，棉织品还被铺放到半球形的笼架上，用燃烧的硫磺来熏白。

早在公元前2000年，印度次大陆就掌握了防染剂和媒染剂的应用。印度、中国利用植物染料对棉织物进行手工印花有高超的技艺，17世纪之前，亚洲独特的印染技艺使亚洲棉纺织品在全球贸易中独树一帜。1850～1888年，滚筒印花基本取代了手工模板印花。

19世纪40年代，墨塞尔（Mercer）研究过浓烧碱对棉纤维的作用，并获得专利；1884年，一种能在棉毛混纺或棉丝混纺织物上产生褶皱效果的工艺取得专利，从1890年起被利用来生产皱纹织物；1895年，既能使棉具有丝一般的光泽，又能避免棉织物收缩的丝光处理工艺获得专利，1898年起在英国、法国、德国和美国迅速流行起来。

棉织物容易皱，古代利用光滑的石头或木头把棉织物压平。1918年，曼彻斯特一家公司开始研究生产抗皱棉布，并于1928年取得专利。树脂整理和交联处理可以用于棉织物的耐久定形。第二次世界大战促进了阻燃、拒水、防霉等棉织物整理工艺的发展。

20世纪，由于染料工业和化学工业的迅速发展，棉织物的印染后加工发生了显著变化，但是棉纺织品的传统加工工艺作为非物质文化遗产被保留下来。