与建筑相类的是工程学，达·芬奇在工程学上也有着堪称不朽的成就。

达·芬奇毕生自认的主要身份之一是工程师，并且以之自豪，他一向就是以工程师的身份为斯福查服务的，后来又以这个身份为马基雅维里所崇拜的罗马诺公爵服务过，担任他的军事工程总监。他在工程方面主要的兴趣与贡献是与军事有关的工程以及水利工程。

达·芬奇还设计过许多用于军事防御的要塞，其中一些付诸实践并取得了良好效果。例如他设计的要塞墙面不是传统的直墙，而是曲面的。这是因为他已经认识到那时刚刚进入欧洲战争的火炮将对未来的战争产生决定性影响。未来攻城的主要武器将是火炮，而传统的直面墙对火炮的防御能力是最差的，曲面墙则可以避免这个弱点。他甚至为之研究了炮弹的弹道规律，使他的堡垒能够将炮弹的伤害程度降到最低。

达·芬奇曾设计过许多威力强大的武器，从能够连续发射的巨型弓弩到具有许多炮身的大炮，还有能够冲入敌阵，转动有如现在的螺旋桨的屠刀，其他杀人如麻的巨刀等等，不一而足。

他还设想过制作一种能够使人在天上飞翔的类似于现代飞机的机械，为此在笔记本里画下了许多草图，甚至制作了模型，它是有着像鸟一样的翅膀的机器。

他另一样更有名的机器就是“直升飞机”，设计图也在他的笔记本里，那真有点像现代的直升飞机呢，顶上有一个螺旋桨一样的东西，它能够急速旋转，使之直线上升。这被认为是现代直升飞机的鼻祖，影响很大。