Không chỉ là danh họa lỗi lạc thời Phục hưng, Leonardo da Vinci còn được biết đến với vai trò nhà sáng chế tài năng. Ông đã có những phát minh đi trước thời đại và một số được cải tiến, ứng dụng đến ngày nay.
Một phát minh đi trước thời đại của Leonardo da Vinci được nhiều người biết đến là cỗ máy có thể bay lượn trên bầu trời như chim. Ông gọi thiết kế này là cỗ máy biết bay. Theo thiết kế của Leonardo da Vinci, cỗ máy biết bay gồm một đôi cánh rất lớn gắn liền với một khung bằng gỗ.
Bên trong khung gỗ có đủ chỗ cho một người nằm úp mặt và dịch chuyển đôi cánh lên - xuống bằng cách lái một quay tay điều khiển hàng loạt cánh tay đòn và ròng rọc. Tuy nhiên, Leonardo da Vinci chưa chế tạo cỗ máy biết bay. Tới năm 1903, hai anh em Wilbur và Orville Wright đã có chuyến bay thành công đầu tiên trên một máy bay.
Sáng chế tiên phong tiếp theo của Leonardo da Vinci là xe bọc thép. Phát minh của ông gồm một chiếc xe kéo chạy bằng sức người. Nó được bao phủ trong các tấm kim loại.
Theo thiết kế của Leonardo da Vinci, các kẽ hở trong lớp kim loại sẽ cho phép các binh sĩ bắn vũ khí mà không bị trúng hỏa lực của kẻ thù. Dù có thiết kế khá hoàn chỉnh nhưng Leonardo da Vinci chưa bao giờ chế tạo. Khoảng 400 năm sau, những xe tăng bọc thép đầu tiên xuất hiện trong Chiến tranh thế giới 1.
Khi còn sống, Leonardo da Vinci đã phát minh ra bộ đồ lặn. Bộ đồ này cho phép người mặc "thở" được dưới nước. Ông muốn chế tạo một bộ đồ lặn gần như hoàn toàn bằng da, bao gồm một áo vét, quần và một mặt nạ được gắn các kính bảo vệ mắt bằng thủy tinh.
Theo thiết kế của Leonardo da Vinci, không khí có thể được dự trữ trong một phần phình ra trong áo vét da để giúp người mặc có thể thở bình thường dưới nước. Đến giữa thế kỷ 20, nhà phát minh Jacques Cousteau và kỹ sư Emile Gagnan đã phát minh ra Aqua Lung - bộ đồ lặn dùng bình khí nén hiện đại.
Leonardo da Vinci gây chú ý khi thiết kế ra mẫu vũ khí có biệt danh "đàn thùng" - được xem là phiên bản sớm nhất của súng máy. Ông thiết kế vũ khí này gồm 33 khẩu súng nhỏ xếp chồng lên một khung xoay vòng.
Người sử dụng có thể bắn lượt đầu tiên của súng và nhanh chóng xoay khung để bắn lượt súng tiếp theo gần như ngay tức khắc.
Robot giống người là phát minh cực hiện đại của Leonardo da Vinci. Ông sáng chế ra một "hiệp sĩ người máy" có thể vẫy các cánh tay, cử động cổ.
Thậm chí, robot này có thể mở và khép miệng. Sáng chế độc đáo trên được điều khiển bằng một thiết bị chỉnh hướng bên trong và các dây cáp bên ngoài thông qua một cái quay tay.