19世纪末期，随着叶轮式机械的诞生，人们便认识到它与活塞式内燃机的不同。1905年11月瑞士工程师布希（ Alfred Buchi）提出了活塞式内燃机与叶轮式机械相结合的方案即废气涡轮增压器。1925年布希获得“脉冲增压”专利，21世纪仍作为提高内燃机性能的重要手段继续被研究。
20世纪20年代，瑞士某公司首先设计并试制成第一台废气涡轮增压器，和四冲程柴油机匹配。这台增压器增压比为1.3，采用两级离心式压气机，是柴油机发展史上另一个里程碑。1926年，世界上第一家增压器公司在瑞士成立，同年德国生产出第一批涡轮增压柴油机，使柴油机的功率由423 kW提高到551 kW，提高了30%。但其增压比不超过15，使用寿命也比较短。
20世纪40年代，涡轮增压器的技术逐步成熟起来，如美国某公司早期生产低压比的BF、E系列，1949 年开始生产的L、H系列，60 年代生产的C系列，瑞士某公司公司制定的VTR系列，英国某公司制定的MS和HP系列等。这一时期代表性的增压器是法国某公司于1962年在汉诺威展览会上首次展出的HS-400涡轮增压器，增压比达25，涡轮进（最高温度600，最高转速为20000r/min，增压器重145 kg，用于功率294.2~441.3kW马力的柴油机。
从20世纪50年代初到60年代初，船用柴油机增压度从30%提高到了60%，这两者使柴油机功率达到了22065kW。20世纪70年代，涡轮增压器朝着高压比、超高压比的方向发展。如瑞士某公司1978年底完成的VTR4系列将压比提高到了4.0-4.5，总效率达到了64%一65%，而其开发的TPS系列船用增压器，致力于高流通能力和高压比，全负荷时压比达到4.7。在压比升高的同时，增压器的流量范围也进一步扩大。现在，涡轮增压器的压气机在相同的壳体下，在高效率区域内最大流量和最小流量之比可达3.5以上。在研制高压比、流量的增压器同时，涡轮增压器的可靠性、寿命也不断提高，其制造工艺也相应的简化。如一种新的润滑油泵，它能利用离心力的作用分离出润滑油中的杂质，从而提高轴承的寿命。再如某公司的SUPER MET涡轮增压器采用新的进气消音器后使压气机效率提高1.5%~3.5%。 
今天，中重型车辆已经普遍选用柴油机作为动力。在西欧，轿车选用柴油机的比例逐年上升，其中柴油机轿车市场占有率已达30%~50%。现代柴油机已是高新技术产品的代表之一，现代柴油机具有节能、低污染的先天优势，能满足日益严格的排放法规要求，这得益于普遍采用了涡轮增压技术。通过采用涡轮增及涡轮增压中冷技术可提高气缸充量容积效率，提高空燃比，大大增加功率；如功率保持不变，可降低废气烟度、废气温度和发动机的热负荷。在内燃机的发展历程中，涡轮增压技术的应用在提高内燃机的比功率和燃油经济性、降低排放等方面发挥了重要的作用，被答为内燃机发展史上的第二个里程碑。
