由朝廷直接指挥，虽然采用卫所编制，但是武功都指挥使司从军官到士卒全都是从各卫所和民间招募而来的，享受和镇协官军一样的待遇，作为技术兵种，工程兵在军中并不鲜见。
自夏朝始，军队即有筑城设障、架桥修路等工程作业。据《周礼》，西周军队中设有"掌固"和"司险"等官职，掌修筑城郭沟池及有关防守之事。
春秋战国时期，保障军队作战行动的工程作业已有相当规模，《六韬》中记载了军队中组织工程作业的专职官员的名称、任务，军队行军时要携带的渡河、架桥、筑城、设障的器材和进行土木工作业的工具等。指挥管理工程兵的军官被称为股肱，六韬中说道：“股肱四人，主任重持难，修沟堑，治壁垒，以备守御。”
不过大明的武功都指挥使司是第一个成建制的工程兵部队，主要负责朝廷边堡、边墙的营建，重要的桥梁和各种基础设施的营建，同时作为官军的一个兵种，一样要进行军事训练，发给火铳甲胄等兵仗，以便在战区遂行任务。