ในสมัยกรุงรัตนโกสินทร์เป็นราชธานี ว่างจากการศึกสงคราม ทางการมีโอกาสทะนุบำรุงบ้านเมือง ช่างจึงมีบทบาทอยู่มากในด้านการสร้างพระราชฐานและบูรณะปฏิสังขรณ์พระอารามหลวง โดยเหตุนี้พระช่างหลายรูปจึงได้มีผลงานเป็นที่รู้จัก อาทิเช่น พระอาจารย์นาค แห่งวัดทองเพลง กรุงเทพฯ เป็นช่างฝีมือดีในครั้งรัชกาลที่ ๑ ได้เขียนภาพจิตรกรรมฝาผนังพระอุโบสถวัดราชบูรณะ ภาพมารวิชัยที่ผนังวิหารด้านหน้าของพระอุโบสถวัดพระศรีรัตนศาสดาราม และจิตรกรรมฝาผนังวิหารด้านใต้ของพระอุโบสถวัดพระเชตุพนวิมลมังคลาราม กรุงเทพมหานคร
พระอาจารย์แดง แห่งวัดหงส์รัตนารามกรุงเทพฯ เกิดในรัชกาลที่ ๓ แต่มีผลงานช่างในสมัยรัชกาลที่ ๕ ผลงานสำคัญคือออกแบบกระเบื้องประดับผนังพระอุโบสถและวิหารวัดราชบพิธสถิตมหาสีมาราม อีกองค์หนึ่งคือ ขรัวอินโข่ง พระช่างในรัชสมัยพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ ๔ เป็นผู้เขียนภาพจิตรกรรมฝาผนังในพระอุโบสถวัดบวรนิเวศวิหาร นอกจากนี้มีศิษย์ของขรัวอินโข่งชื่อ พระครูกสินสังวรเจ้าอาวาสวัดทองนพคุณ ผู้เขียนภาพจิตรกรรมฝาผนังในพระอุโบสถวัดทองนพคุณ เป็นต้น
นอกจากช่างศิลปะพื้นบ้านพื้นเมืองและพระช่างแล้ว ยังมีช่างอีกประเภทหนึ่งอันเป็นที่รวมของช่างฝีมือดีทั้งหลาย ได้แก่ "ช่างหลวง" ช่างหลวงคือบรรดาช่างศิลป์ของไทยสาขาต่างๆที่มักเป็นคนมีฝีมือดี งานที่ทำส่วนมากเป็นสิ่งละเอียดสวยงามเป็นพิเศษ อย่างที่เรียกว่า "ประณีตศิลป์" เช่น การทำสิ่งของเครื่องใช้ด้วยเงินหรือทองคำ ทำลวดลายละเอียด เช่นเครื่องราชูปโภค เป็นต้น ช่างหลวงจึงร่วมสังกัดกันรับราชการสนองพระราชประสงค์ของพระมหากษัตริย์ จนมียศฐาบรรดาศักดิ์เช่นเดียวกันกับข้าราชบริพารอื่นๆ มีหลักฐานว่ามีช่างหลวงมาแต่ครั้งกรุงศรีอยุธยาเป็นราชธานีเช่น สมเด็จพระบรมไตรโลกนาถ โปรดฯ ให้ตราพระราชกำหนดบทพระอัยการ ซึ่งต่อมาถึงกรุงรัตนโกสินทร์ปรากฏว่าพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช ได้โปรดฯ ให้มีการชำระกฎหมายนี้ใหม่และเรียกว่า "กฎหมายตรา ๓ ดวง" ได้แก่ ตราคชสีห์ ตราราชสีห์และตราบัวแก้ว และให้จัดระเบียบหมวดหมู่ช่างต่างๆ ไว้หลายกรม แต่ละกรมมีเจ้ากรมกำกับอย่างกรมทหาร ต่อมาเรียกว่า "กรมช่างสิบหมู่"
สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ากรมพระยานริศรานุวัดติวงศ์ ทรงมีลายพระหัตถ์ประทานพระยาอนุมานราชธน ลงวันที่ ๓๑ สิงหาคม พ.ศ. ๒๔๗๙ มีใจความตอนหนึ่งว่า "ช่างสิบหมู่เป็นชื่อกรม ที่รวมช่างไว้ได้ ๑๐ หมู่ด้วยกัน ไม่ใช่ว่าช่างในบ้านเมืองมีแค่ ๑๐ อย่างเท่านั้น..." และเฉพาะในกฎหมายตรา ๓ ดวง มีชื่อช่างต่างๆ มากกว่า ๑๐ อย่าง เช่น ช่างเลื่อย
ช่างก่อ ช่างดอกไม้เพลิง ช่างปืน ช่างสนะ ช่างเขียน ช่างแกะ ช่างสลัก ช่างกลึง ช่างหล่อ ช่างปั้น ช่างหุ่น และช่างรัก เป็นต้น
งานช่างได้เจริญขึ้นเป็นลำดับ ในสมัยรัชกาลที่ ๑ แห่งกรุงรัตนโกสินทร์ทรงโปรดฯให้ฟื้นฟูการช่าง และรวบรวมช่างหมู่ต่างๆ ขึ้นใหม่ ผู้ที่รับราชการในกรมช่างต่างๆ แม้จะมีฐานะเป็นทหารแต่ทำงานอย่างพลเรือน ดังปรากฏในตำราว่าด้วยตำแหน่งข้าราชการฝ่ายกรมพระราชวังบวรสถานมงคลระบุว่า มีพระยาเทวรังสรรค์ ศักดินา ๕๐๐ เป็นเจ้ากรมกับช่างอื่นๆอีก ๑๓ ตำแหน่ง เช่น ช่างสลักขวา หลวงรจนาพิมล ศักดินา ๔๐๐ ช่างสลักซ้าย หลวงไพชยนต์ ศักดินา ๔๐๐ ช่างเขียนซ้าย หลวงพรหมประกาศิต ศักดินา ๔๐๐ ช่างเขียนขวาหลวงนิมิตรเวศกรรม ศักดินา ๔๐๐ ช่างแกะหลวงวิจิตรรจนา ศักดินา ๓๐๐ ช่างหล่อ หลวงพิทักษ์อัคนี ศักดินา ๓๐๐ เป็นต้น การจัดตำแหน่งข้าราชการกรมช่างดังกล่าว แม้จะมีโครงสร้างอย่างทหาร แต่หน้าที่การงานไม่ได้เกี่ยวข้องกับทหาร ดังที่พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงแถลงพระบรมราชาธิบายในการแก้ไขการปกครองแผ่นดิน มีข้อความตอนหนึ่งว่า "ส่วนซึ่งแบ่งเป็นฝ่ายทหารแต่ทำการฝ่ายพลเรือนนั้นคือ
"กรมช่างสิบหมู่" ซึ่งแบ่งไว้ ในฝ่ายทหารขึ้น ก็คงจะเป็นด้วยช่างเกิดในหมู่ทหารเหมือนทหารอินยิเนีย แต่ภายหลังมาเมื่อทำการต่างๆ มากขึ้น จนถึงเป็นการละเอียดเช่น เขียน ปั้น แกะ สลัก ก็เลยติดอยู่ในฝ่ายทหาร แต่ไม่ได้เกี่ยวข้องอันใดในราชการทหารไม่ขึ้นกรมพระกลาโหม แต่มีกองต่างหาก แม่กองนั้นมักจะเป็นเจ้านายโดยมาก..."
ในสมัยรัชกาลที่ ๒ ปรากฏว่าชื่อช่างประเภทต่างๆ ในพระราชบัญญัติเรื่องการไถ่ตัวไพร่หลวงที่เป็นทาส จ.ศ. ๑๑๗๔ (พ.ศ. ๒๓๕๕) ถึง ๕๒ ประเภทด้วยกัน ในสมัยรัชกาลที่ ๔ พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงจัดงานช่างเป็นกรมต่างๆ ไว้ถึง ๒๙ กรมและโปรดฯให้แยกเป็นกรมช่างฝ่ายพลเรือนและกรมช่างฝ่ายทหาร กรมช่างฝ่ายพลเรือน ประกอบด้วยกรมช่างต่างๆ เช่น กรมช่างหุงกระจก กรมช่างประดับกระจก กรมช่างหยก กรมช่างสนะไทย กรมช่างสนะจีน กรมช่างชาดสีสุกกรมช่างศิลา กรมช่างปั้น กรมช่างสลัก กรมช่างทอง ส่วนกรมช่างฝ่ายทหารนั้น มีกรมช่างทหารฝ่ายใน โดยมีช่างที่มีตำแหน่งที่ทรงให้มีการเปลี่ยนแปลงใหม่ เช่น หลวงกลมัยนิมิตร(ช่างปั้น) ขุนภมรเลขนกิจ (ช่างกลึง) หลวงโลหกรณ์ (ช่างหล่อ) หลวงชำนาญโลหอาวุธ(ช่างหล่อ) ขุนพิสัยดีบุกการ (ช่างดีบุก) เป็นต้น
ในสมัยรัชกาลที่ ๕ พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงจัดระเบียบการบริหารราชการใหม่ กรมช่างต่างๆ ที่เคยขึ้นกับทหารอย่างแต่ก่อน ให้ย้ายมาตั้งเป็นกรมขึ้นกับฝ่ายพลเรือน โดยตั้งเป็นกรมช่างสิบหมู่ มีพระองค์เจ้าประดิษฐ์วรการ (หม่อมเจ้าดิศ) เป็นอธิบดี ต่อมาในสมัยรัชกาลที่ ๖ งานช่างสิบหมู่ไปรวมอยู่กับกรมมหรสพ ต่อมาเมื่อตั้งกรมศิลปากรขึ้น งานช่างสิบหมู่จึงไปอยู่กับกรมศิลปากร
(ดังกล่าวแล้ว) จะเห็นว่า ช่างหลวง มีมาแต่สมัยอยุธยาจนถึงสมัยรัตนโกสินทร์นั้นมีช่างประเภทต่างๆ ถึง ๓๐ ประเภททีเดียว ซึ่งบรรดาช่างหลวงเหล่านี้ได้ฝากผลงานการช่างที่สำคัญไว้มากมาย
การช่างต่างๆ ของไทยได้พัฒนามาตามสภาพเศรษฐกิจและสังคม ดังจะเห็นได้จากการช่างสมัยรัชกาลที่ ๕ นั้น ได้นับเอารูปแบบของศิลปะและการช่างอย่างตะวันตกเข้ามาผสมผสานกับการช่างไทย ความเปลี่ยนแปลงทางการช่างของไทยจะเห็นชัดเจนยิ่งขึ้นในสมัยรัชกาลที่ ๕ ซึ่งทรงรับเอาช่างต่างชาติจากยุโรปเข้ามาทำงานช่างต่างๆ มากขึ้น เช่น นำช่างจากยุโรปมาสร้างพระที่นั่งอนันตสมาคม และพระที่นั่งอื่นๆ ตามแบบศิลปะตะวันตกในสมัยนี้ งานช่างต่างๆ มักพัฒนาเปลี่ยนแปลงจากแบบแผนที่เป็นการช่างไทยแท้ๆ มาเป็นการผสมผสานกันระหว่างงานช่างไทยกับศิลปะแบบตะวันตกเช่น การสร้างพระที่นั่งจักรีมหาปราสาทในพระบรมมหาราชวังให้มีลักษณะศิลปะไทยและศิลปะตะวันตกผสมผสานกัน ความเปลี่ยนแปลงเช่นนี้ ทำให้ช่างไทยรับเอาศิลปวิทยาทางการช่างแบบตะวันตกเข้ามาผสมกับวิทยาการทางการช่างของไทย
สมเด็จเจ้าฟ้ากรมพระยานริศรานุวัดติวงศ์ทรงเป็นช่างสำคัญที่นำการช่างตะวันตกมาผสมผสานกับการช่างไทย เช่น ทรงนำการเขียนภาพแรเงามาใช้กับภาพเขียนแบบประเพณีนิยมของไทย เป็นต้น ความเปลี่ยนแปลงทางการช่างนี้ได้เปลี่ยนแปลงไปตามสภาพเศรษฐกิจ สังคมและวัฒนธรรม เมื่อไทยเรารับเอาวัฒนธรรมตะวันตกเข้ามามาก การช่างต่างๆ ก็เปลี่ยนแปลงมาเป็นแบบสากลมากยิ่งขึ้น จนถึงกับมีการตั้งสถาบันสอนวิชาการช่างอย่างตะวันตกขึ้นอย่างทุกวันนี้
ถึงกระนั้นการช่างไทยหลายประเภทก็ยังมีความจำเป็นที่จะต้องอนุรักษ์ไว้ เพราะเป็นการช่างที่มีเอกลักษณ์เฉพาะของไทย ปัจจุบันการช่างไทยบางประเภทจึงยังคงมีอยู่ในงานช่างสิบหมู่ กองหัตถศิลป์ กรมศิลปากร โดยกำหนดงานช่างต่างๆ ไว้ ๑๐ หมู่ดังนี้
๑. ช่างเขียนภาพและลายไทย
๒. ช่างไม้แกะสลัก
๓. ช่างปิดทองประดับกระจก ประดับกระเบื้อง
๔. ช่างมุก
๕. ช่างปูนและช่างปั้นลายปูนสด
๖. ช่างลายรดน้ำและเครื่องเงิน
๗. ช่างหัวโขน
๘. ช่างเคลือบโลหะ
๙. ช่างปั้นหล่อ
๑๐. ช่างเขียนแบบพุทธศิลป์สถาปัตย์
นอกจากช่างพื้นบ้าน พระช่าง และช่างหลวงดังกล่าวแล้ว ยังมีช่างอีกประเภทหนึ่งเรียกว่า ช่างเชลยศักดิ์ เป็นช่างที่รับจ้างทำงานช่างทั่วไป เป็นช่างที่ชอบอิสระ ไม่ต้องการเป็นข้าราชการ แต่ต้องการใช้ฝีมือช่างและความสามารถของตนเลี้ยงชีพอย่างอิสระ จึงมักปิดบังฝีมือของตนเพราะเกรงจะถูกเกณฑ์ไปเป็นช่างหลวง ช่างเชลยศักดิ์นั้นนอกจากจะปกปิดชื่อเสียงของตนแล้ว ยังมักหวงวิชาช่างของตนด้วยเพราะเกรงผู้อื่นจะนำวิชาความรู้นั้นไปหาเลี้ยงชีพแข่งกับตน ความคิดเช่นนี้เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้วิชาการช่างของไทยไม่แพร่หลายเท่าที่ควร ทำให้วิชาความรู้ทางการช่างบางประเภทจึงสูญหายไปพร้อมกับตัวช่าง
อย่างไรก็ดีสภาพการช่างของไทยแต่ละยุคแต่ละสมัย จะขึ้นอยู่กับสภาพของบ้านเมืองหากยุคใดสมัยใดบ้านเมืองมีความมั่นคง มีความอุดมสมบูรณ์ ปราศจากศึกสงคราม ช่างก็มีโอกาสแสดงฝีมือสร้างงานของตน แต่ถ้ายุคใดบ้านเมืองมีศึกสงคราม ประชาชนยากจน การช่างต่างๆ ก็จะซบเซาไม่ก้าวหน้า จึงเห็นได้ว่าช่างและการช่างของไทยมีความสัมพันธ์กับพัฒนาการของบ้านเมืองมาทุกยุคทุกสมัย
การจัดกรมช่างในสมัยโบราณเป็นการจัดหมวดหมู่และประเภทของช่างตามความถนัดและสังกัดกรมตามลักษณะช่าง เช่น กรมช่างเขียน กรมช่างแกะ เป็นต้น และเพื่อความสะดวกในการบังคับบัญชาควบคุมดูแล จึงเลียนแบบการบังคับบัญชาอย่างกรมทหารมีเจ้ากรมปลัดซ้ายขวา ผู้ที่มีหน้าต่างๆ ในกรมช่างก็จะได้รับพระราชทานบรรดาศักดิ์ และพระราชทินนามตามหน้าที่ เช่น ขุนประจงพินิจ เจ้ากรมช่างเรือขวา หลวงวิจิตรราชมนตรี เจ้ากรมช่างสลักซ้ายหมื่นช่างซ้าย หมื่นช่างขวา เป็นต้น
