最早用于建筑設計與施工的沙盤模型起源于古埃及，在金字塔的建筑過程中，工匠們將木材切割成型，通過反復演示來推斷金字塔的內部承重能力。木質沙盤模型要經過多次調整、修改，每次制作出來的造型表面非常光滑，工匠們一絲不茍的態度造就了金字塔的輝煌。古羅馬以后，建筑工程不斷發展，沙盤模型稱為建筑設計不可或缺的部分，工匠們通常采用石膏、石灰、陶土、木材、竹材來組件模型，并且能隨意拆裝，對建筑結構和承重能力學的研究有著巨大的推動作用。
14世紀文藝復興以后，建筑設計提倡以人為本，沙盤模型要求與真實建筑完全一致，在模型制作中注入了比例。菲利波·布魯乃列斯基的佛羅倫薩主教堂穹頂，在反復拼裝、搭配模型后才求得正確的力學數據。17世紀，法國古典主義設計風格除了要求比例精確以外，還在其中注入“黃金分割”等幾何定理，使沙盤模型的審美進一步得到了升華。18世紀以后，資產階級權貴又將建筑模型賦予新的定義，即“收藏價值”，在建筑完工后，沙盤模型或被收藏在建筑室內醒目的位置，或被公開拍賣，這就進一步提高了建筑模型的質量要求，模型不再僅僅是指導設計與施工的媒介，而且也是一件藝術品，要求外觀華麗，唯美逼真，社會上便出現了專職制作沙盤模型的工匠與設計師。沙盤模型開始成為商品進入市場，并迅速被社會承認。
20世紀初，第二次工業革命完成以后，沙盤模型也隨著建筑本身向多樣化方向發展，開始運用金屬、塑料、玻璃、紡織品等材料進行加工、制作，并且安裝聲、光、電等媒體產品，使沙盤模型的自身價值與定義大幅度提升，沙盤模型設計與制作成為一項獨立產業迅速發展。20世紀70年代以后，世紀建筑模型的最高水平基本定位在這兩個國家，他們率先加入電子芯片來表現沙盤模型的多媒體展示效果，同時，精確的數控機床與激光數碼切割機也為沙盤模型的制作帶來了新的契機。進入21世紀以來，隨著世界物質經濟高速發展，建筑模型開始增添遙控技術，通過無線電來控制聲、光、電綜合效果。
未來，將會有更多種類的制作材料運用進來，沙盤模型將會朝著多元化方向發展，除了精確的切割設備和靈敏的遙感技術，還會加入生態材料和全新的設計思想，如概念模型、演示模型等。
