天然沥青是自然界赐予人类的礼物，在漫长的人类进化发展史中，都能找到天然沥青存在和应用的痕迹。天然沥青的应用伴随着人类历史的发展，在人类文明及文化瑰宝中都能看到天然沥青的身影。如旧石器时代的工具、古巴比伦空中花园、罗马帝国、庞贝古城、罗马士兵手中的武器、古埃及的木乃伊、幼发拉底河的平底船、圣经中摩西藏身的蒲草箱、古美索不达米亚贵族的装饰品等。

1996年法国考古学家在Hummal和Umm El Tlel遗址中发现，从旧石器时代中晚期开始，天然沥青就被当作石器与木质或骨质柄之间连接的粘结剂使用。

天然沥青还被用于装饰物的制作，大英博物馆、卢浮宫博物馆内陈列的古美索布达米亚南部重镇苏美尔古代贵族墓葬中的陪葬品，包括许多牙雕，宝石饰物，戒指项链扥都不同程度的使用了天然沥青作为粘合剂。

古埃及时期天然沥青被作为有效的防腐药物使用，古埃及人将天然沥青与其他香料混合后涂抹在尸体上制作木乃伊，防腐效果显著。

除了粘合与防腐作用,沥青还被作为防水材料,如木船连接处防渗,官殿和庙宇的 墙壁及地面涂装,城市道路建设等。希腊历史学家希罗多德说过天然沥青被广泛应用于古巴比伦的房屋建筑和道路建设中。让人叹为观止的就是在在古巴比伦巴别比伦空中花园令人称奇的地方在于其供水系统，当时建造空中花园的砖块是用芦苇、天然沥青、瓦混合制成的，不仅有效的避免空中花园常年经受水流的侵蚀后的 倒塌,也为后人留下了珍贵的历史遗迹。

天然沥青被作为防水材料使用，如木船连接处防渗，宫殿和庙宇的墙壁及地面涂装，城市道路建设等。希腊历史学家希罗多德说过天然沥青被广泛应用于古巴比伦的房屋建筑和道路建设中。其中包括著名的古巴比伦巴别塔遗址和世界七大奇迹之一的空中花园。古巴比伦空中花园令人称奇的地方在于其供水系统，因为古巴比伦雨水不多，而空中花园遗址离幼发拉底河较远， 研究人员认为空中花园有不少输水设备，奴隶通过推动连接齿轮的把手将水运至高层的蓄水池， 再经人工河流向地面。为了避免空中花园常年经受水流的侵蚀后容易倒塌，建造空中花园的砖块是用芦苇、 天然沥青、瓦混合制成的，由此可见天然沥青在空中花园的建设中发挥了至关重要的作用。

古代两河流域的人们使用芦苇和天然沥青制作平底船，保证船体防水腐、防虫咬，直到现在平底船仍是幼发拉底河航运的主要工具。圣经中记载，摩西的母亲就是在蒲草箱上涂抹石漆及石油（即煤焦油和沥青），把婴儿摩西放入箱中顺河漂流。

天然沥青还曾用于军事，古罗马人使用弓箭等发射的火箭就有用到天然沥青作为燃烧材料。

罗马帝国时期，天然沥青被称为“犹太沥青”(Bitumen Iudaicum, Judenpech)。公元前100年，庞贝古城的罗马大道使用沥青填充接缝和涂抹外层。

公元1000年，阿拉伯人开始从天然沥青中提取沥青。

1712年希腊医生Eirini dEyriny在瑞士的Valde Travers发现了储量巨大的沥青矿。一开始他只是对沥青的医药用途感兴趣，但是由于沥青作为工程材料的优良特点，他终于1721年完成了《关于沥青的博士论文》，为现代沥青工艺的研究奠定基础。从1712年被发现， 到1812年，沥青还只是零星地应用于医药领域。直到1873年，沥青矿才被大规模工业化开采。从1873年至1986年这一百多年间，数以万计的沥青通过总长度超过100公里、错综复杂的矿井隧道, 被运输出来并销往世界各地。不过现在，这个沥青矿井已经废弃不用，部分开辟为博物馆，供游客参观。

1810年，沥青玛蹄脂铺筑路面在里昂被首次运用。十年以后在热那亚出现现代沥青油毛毡的前身。

1838年，在普鲁士的汉堡出现条沥青铺装道路。

1842年，在奥地利的因斯布鲁克，浇注沥青被发明并应用于道路工程中。

1850年前后，法国首先将岩沥青用于道路路面，1854年巴黎修筑了接近现在的薄层沥青路面，是当时先进的路面结构。

1853年，Léon Malo提出了沥青混凝土的概念。

1871年，E.J.Desdment在纽约把砂、碎石、特立尼达湖湖沥青用以铺筑沥青路面并获得成功，同时获得施工专利，这是近现代热铺湖沥青路面的开始。

1872年华盛顿市把过去岩沥青路面施工法和应用石灰石粉、砂、掺以湖沥青及石油残渣油的施工法做比较，证明两者都能适应当时的交通要求，这也是石油渣油首次应用于路面。在此之前用到的沥青全部为天然沥青。

1885年以汽油为动力的汽车出现，1887年气压轮胎被发明。由于汽车荷载与马车的不同，为了适应荷载的需要，美国人在石粉，砂，湖沥青的混合料中加入碎石。发明了Warrenitebitulithic路面，即下层为粗级配沥青混凝土与上层沥青砂两层摊铺，一层碾压而成的双层式沥青混凝土路面，这是沥青混凝土路面的由来。

20世纪以后，随着炼油工艺的进步，石油沥青以其相对低廉的价格、充足的产量、及便于施工的优点，逐渐取代天然沥青成为路面铺筑材料的主角。近现代天然沥青更多的被应用于油墨、油漆的原料及屋面防水材料、沥青混合料的添加剂等领域。

实现天然沥青的液化，并将其粘滞性及硬度调整到佳状态，将是天然沥青重返沥青路面铺筑市场的契机。