Ένας τροχός και ένας άξονας, λαμβανόμενοι ως ζευγάρι, αποτελούν το πιο σημαντικό από όλα τα απλά μηχανήματα. Ένας άξονας είναι μια κυλινδρική ράβδος και ένας τροχός είναι ένα κυκλικό αντικείμενο σε σχήμα δίσκου με μια τρύπα στο κέντρο που έχει ακριβώς το σωστό μέγεθος για να δεχτεί τον άξονα. Οι περισσότεροι άξονες έχουν σχεδιαστεί για να έχουν τροχό και στα δύο άκρα. Οι τροχοί περιστρέφονται γύρω από τον άξονα, ο οποίος είναι προσαρτημένος σε κάποιο τύπο οχήματος. Η εφεύρεση του τροχού είναι μια από τις πιο σημαντικές στην ιστορία του ανθρώπου, παρόμοια σε σημασία με την ανακάλυψη της φωτιάς και την ανάπτυξη της γραφής και του ηλεκτρισμού.
Οι παλαιότερες απεικονίσεις τροχοφόρων οχημάτων χρονολογούνται γύρω στο 3500 π.Χ. Τροχοφόρα οχήματα εμφανίστηκαν, περίπου την ίδια εποχή, στη σημερινή Ρωσία, Μεσοποταμία και Ευρώπη, επομένως η ακριβής τοποθεσία προέλευσής τους είναι άγνωστη. Είναι πιθανό ότι ο τροχός και ο άξονας προήλθαν ακόμη νωρίτερα από αυτό, αλλά δεν υπάρχουν αρχαιολογικά στοιχεία που να το επιβεβαιώνουν ή να το διαψεύδουν.
Αυτό το απλό μηχάνημα παρέχει ένα τεράστιο μηχανικό πλεονέκτημα στην εκτέλεση της εργασίας μετακίνησης αντικειμένων από το ένα μέρος στο άλλο. Περιστρέφοντας γύρω από έναν άξονα, ο τροχός υπερνικά την τριβή που θα προκαλούσε σύροντας το φορτίο που μεταφέρει. Το μηχανικό πλεονέκτημα ενός τροχού κερδίζεται με την εφαρμογή κάποιου είδους δύναμης στον τροχό γύρω από τον άξονά του. Τα πρώτα τροχοφόρα οχήματα ήταν άρματα και απλά βαγόνια, που τα έσερναν άνθρωποι, άλογα ή άλλα ζώα.
Στη σύγχρονη εποχή, μπορεί κανείς να βρει τροχό και άξονα σε δεκάδες εφαρμογές με λίγη προσπάθεια. Τα αυτοκίνητα, τα ποδήλατα και σχεδόν κάθε άλλη μορφή μεταφοράς εδάφους χρησιμοποιούν αυτό το απλό μηχάνημα. Ακόμη και τα αεροπλάνα χρησιμοποιούν τροχούς και άξονες στο σύστημα προσγείωσης. Οι καρέκλες γραφείου, τα καρότσια και τα πατίνια χρησιμοποιούν παραλλαγές αυτής της συσκευής.
Με την πάροδο των αιώνων, από την εφεύρεσή τους, ο τροχός και ο άξονας έχουν προσαρμοστεί σε πολλές χρήσεις με πολλές βελτιώσεις και προσαρμογές. Ένα ανεμόπτερο ήταν μια κοινή συσκευή, που χρησιμοποιούσε ένα σχοινί που τυλίγεται γύρω από έναν χοντρό άξονα. Περιστρέφοντας τον τροχό, ο οποίος ήταν συχνά εξοπλισμένος με λαβές που απέχουν μεταξύ τους γύρω από την περιφέρειά του, αποκτήθηκε ένα μεγάλο μηχανικό πλεονέκτημα, επιτρέποντας τη μετακίνηση ή την ανύψωση βαρέων φορτίων. Τα γρανάζια σε συνδυασμό με τροχούς και άξονες επιτρέπουν τον πολλαπλασιασμό της δύναμης μεταξύ της πηγής ισχύος και του τροχού. Ένα απλό ποδήλατο για παράδειγμα, μπορεί να δώσει ένα μηχανικό πλεονέκτημα πολλαπλάσιο του έργου που εφαρμόζεται στα πετάλια.