Het geheel van toestellen en apparatuur waarmee men speciale effecten in de enscenering van een opvoering bereikt. Deze machinerie bevindt zich grotendeels in de ‘theatertoren’ boven de speelruimte. De gebruiksmogelijkheden zijn onder te brengen in vijf categorieën:
1. Toestellen om vlugge scenische veranderingen uit te voeren; bv. een draaipodium waarop de scène gemonteerd is.
2. Uitrusting om ongewone verschijningen te laten gebeuren; bv. verborgen touwen, springveren, ijzeren staven waaraan om het even wat kan worden bevestigd, valluiken, rookmachines, bewegende trappen, enz. Zie ook deus ex machina .
3. De belichtingsapparatuur met alle mogelijke kleur- en lichtsterkteschakeringen.
4. De geluidsapparatuur, niet alleen ter versterking van geluiden als achtergrondmuziek, maar ook om speciale effecten te produceren (bv. een vertrekkende auto, een waterval, storm).
5. Projectie van beeldmateriaal d.m.v. dia, film, video e.d.
De theatermachinerie heeft in de loop van de geschiedenis een belangrijke evolutie doorgemaakt, afhankelijk van de opvattingen over toneel. In de vroegste vormen van theater liet men de godenbeelden al bewegingen maken met handen en ogen. De Grieken perfectioneerden de mogelijkheden. Bij de op spektakel beluste Romeinen haalden de trucage-effecten de overhand (bv. een volledig bemande galei op de scène). Deze traditie stierf uit in de vroege middeleeuwen tot ze in de vijftiende eeuw opnieuw opkwam in het godsdienstige ‘theatraal theater’ in Noord-Italië. Architecten werden aangeworven om de meest ingenieuze toestanden te ontwerpen. Vanaf het einde van de vijftiende eeuw begon men permanente scènes te bouwen. Daarin speelden zgn. periaktoi een belangrijke rol: het waren draaiende, prismavormige toestellen, waarop aan elk van de drie zijden een andere achtergrond aangebracht kon worden. In de zestiende en zeventiende eeuw reisden de kunstenaars van hof tot hof om hun opdrachtgevers via de enscenering van toneelstukken meer prestige te bezorgen. Pas rond het midden van de zeventiende eeuw wordt de theaterruimte voor het publiek opengesteld. Men begon schouwburgen te bouwen en Nicola Sabbatini (1574-1654) publiceerde de eerste uiteenzetting over theatermachinerie: Prática de fabricare scene e machine nel teatri (1638). Onder de invloed van de opera kende het gebruik van theatermachinerie in de zeventiende en achttiende eeuw een sterke ontwikkeling (bv. vlug beweegbare coulissen, voetlicht, e.d.). Met de opkomst van het sociaal burgerdrama in de negentiende eeuw werd de toneelruimte voor de dramatische handeling beperkt tot hooguit een paar kamers en een tuin. De scène werd a.h.w. een doos met ‘vier’ wanden (vierdewandfictie , zgn. Guckkastenbühne). Tegenwoordig is technologisch zowat alles mogelijk geworden.