由於著迷飛行現象，達文西做了鳥類飛行的詳細研究，同時策劃了數部飛行機器，包括了以4個人力運作的直昇機（但因機體本身亦會旋轉故無法作用）以及輕型滑翔翼。1496年1月3日，他曾測試了一部自製飛行機器但以失敗告終。
1502年，達文西曾為伊斯坦堡鄂圖曼蘇丹巴耶塞特二世的土木工程專案製作單一跨距達240公尺（720英尺）的橋樑草圖。這個設計打算讓橋樑跨越博斯普魯斯海峽口的金角灣。但因巴耶塞特二世認為無法建設而未施行。2001年，奠基於達文西的設計，威卜瓊·山得達文西專案（Vebjørn Sand
Da Vinci Project）讓此橋以小橋的形式在挪威付諸實行。而在2006年5月17日，土耳其政府決定在實地建設達文西橋跨越金角灣讓該橋終究成形。
1490年，達文西將無段連續自動變速箱概念繪製成草圖。今日，達文西的變速概念以現代化形式實際使用在汽車上。此外，無段連續自動變速箱也已經在拖拉機、雪上摩托車、速克達機車等使用了許多年。
由於達文西曾任軍事工程師，筆記中也包含了數種軍事機械的設計：機關槍、人力或以馬拉動的武裝坦克車、子母彈、軍用降落傘、含呼吸軟管以豬皮製成的潛水裝等等。不過，後來他卻認為戰爭是人類最糟的活動。其他的發明包括了潛水艇、被詮譯為第一個機械計算機的齒輪裝置，以及被誤解為發條車的第一部可程序化行動機器人。此外，達文西在梵蒂岡那些年裡，曾計畫應用太陽能而使用凹面鏡來煮水。儘管達文西大多數的發明在他的生平並未實現，但在IBM贊助下，實作了許多模型在昂布瓦斯的克勞斯·呂斯城堡達文西博物館展示。
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