Leonardo trodde att det var Archimedes (287-212 f.Kr.) som uppfann kugghjulskugghjulen. Detta skulle göra en snygg historia, men historien är sällan snygg. I en liknande fråga vet vi att Archimedes inte precis uppfann "Archimedes's screw" utan snarare perfektionerade det, vilket ledde till att det användes i stor utsträckning under den hellenistiska perioden. Man kan spekulera i att något liknande hände med kugghjul också, särskilt komplicerade arrangemang av dem, men detta är bara en utbildad gissning. Primitiva kugghjul kan ha varit kända för egyptiska och mesopotamiska ingenjörer innan det, precis som skruven.
Det första skriftliga omnämnandet av redskapet som finns kvar är från Mekanik av Heron of Alexandria (10-70 e.Kr.), och Heron är känd för att förlita sig på Archimedes i andra delar av sin bok. Det tidigaste redskapet som känns idag kommer också från den berömda Antikythera-mekanismen, en gammal astronomisk räknare som innehöll över 30 av dem. Den dateras till omkring 150-100 f.Kr. och dess tillverkare är inte känd, även om Hipparchus (190-120 f.Kr.), astronomins fader, och Posidonius (131-50 f.Kr.), den hellenistiska polymaten från Rhodos, är sannolika möjligheter.
Mekanismen är väldigt komplex, "tekniska artefakter som närmar sig dess komplexitet och utförande uppträdde inte igen i Europa förrän utvecklingen av mekaniska astronomiska klockor under 1300-talet". Med andra ord måste kugghjul ha varit välkända och använde när den byggdes, man kan spekulera i att tidigare Archimedes planetarium också använde kugghjul. Det fanns rapporter om ett äldre redskap daterat till 200-150 f.Kr. och möjligen kopplat till Archimedes Syracuse, men de är diskutabla, se diskussion på Använde Archimedes epicyklar i sitt planetarium?