歐洲在十八世紀有用兩個輥筒的軋光機把織物軋去毛頭和上光的設備。當時這種機器很簡單，連軸承也沒有。到了十九世紀，壓延法開始被用來加工紙張和金屬薄片。之后，隨著橡膠工業的發展，美國和德國開始使用冷硬鑄鐵的壓延輥筒加工橡膠。初使用的是兩個輥筒的煉膠機，后來發展了三個輥筒的壓延機。到1836年，美國人E.M.查非在三輥機的基礎上設計出臺四輥壓延機。二十世紀三十年代，由于聚氯乙烯大量投產，美國和德國都曾試用加工橡膠的壓延機來壓延聚氯乙烯，但是鑒于這些機器受到原來設計的限制，在某些方面還不能完全符合塑料的加工要求，所以后來設計了專門壓延塑料的壓延機。1930年，德國人開始把紙板工業上應用的彌補輥筒彎曲變形的輥筒軸交叉法應用到塑料壓延機上來。1943年，雖然壓延輥筒和軸交叉的調節還處于手工操縱，但是德國人已經開始考慮壓延機用直流電機和單獨的齒輪箱傳動了。為了避免相鄰壓延輥筒的橫壓力對薄膜厚度引起不良影響，原來直式的壓延機逐漸改為L型和倒L型。1950年以后，美國和西德先后設計了Z型和斜Z型四輥壓延機。近年來，隨著科學技術的發展，現在的塑料壓延機經過不斷的改進，呈現出新的特點，朝著大型化、高速化、精密化、高自動化、機構多樣化發展。
已經塑化的接近粘流溫度的熱塑性塑料通過一系列相向旋轉著的水平輥筒間隙，使物料承受擠壓和延展作用，成為具有一定厚度、寬度與表面光潔的薄片狀制品。壓延過程中，通過輥筒間生產的剪切力，使得物料多次受到擠壓、剪切，從而增大可塑性，在進一步塑化的基礎上延展成為薄型制品。
在壓延過程中，物料通過壓延輥筒間隙時，會受到剪切力和拉伸應力的同時作用，高聚物就會沿著壓延方向作定向排列，從而制品在物理力學上有各向異性的特點。
壓延效應引起制品在性能上發生差異，其中一點是使壓延薄膜（片）的縱向（沿壓延方向）拉伸強度大于橫向拉伸強度，這樣使得橫向斷裂伸長率大于縱向。當使用溫度變化過大，每個方向上的尺寸就會發生變化，縱向則會收縮，更為嚴重的就是破裂，這時橫向與厚度方向出現膨脹。這也就是制品在物理力學上出現各向異性。
壓延溫度、輥筒轉速與速比、輥隙存料量、制品厚度、物料的性質、引離輥、冷卻輥和卷取輥等之間的速比，這些都會影響到壓延效應的大小，從而引起制品的品質差異。