世界上第一支自動鉛筆于1822年在英國發明。
1915年日本人早川德治發明了一種自動鉛筆，為了出口，給這種鉛筆取名為“Every-Ready Sharp Pencil”。一開始這種新的書寫工具并不受到日本國內認可，直到出口訂單激增，受到國外認可之外，日本國內的需求才迅速增長。早川公司也憑借自動鉛筆的銷售得到了擴張。
自動鉛筆于1970年代末開始在日本校園普及，并由日本夏普公司大量生產，自動鉛筆使用前需放入由石墨制成的細筆芯（俗稱鉛芯），放入筆芯后關上后面的蓋子以防止筆芯跌出來。自動鉛筆內有彈簧，按壓后面的蓋子可以使筆芯由前端固定長度伸出，并寫出粗細相同的字體。
木制鉛筆為了維持書寫順利，需要時常卷削，自動鉛筆的出現正順應了人們使用方便的需要。自動鉛筆，顧名思義，即不用卷削，能自動或半自動出芯的鉛筆。
19世紀中期，自動鉛筆在歐洲以手工藝品出現。
19世紀末期德國開始商品化生產，但鉛芯仍需人工削尖，產量有限。
1903年日本開始使用機械制造活動鉛筆，其結構簡單，均為旋轉式。40年代美國派克公司首批生產0.9mm旋轉式活動鉛筆，鉛芯無須人工削尖。
1965年日本研制成功0.5mm和0.7mm合成樹脂細鉛芯，并開發了新型三爪卡頭，取代了傳統的金屬三爪卡頭。同年日本派羅德自來水筆株式會社首次生產出脈動式細芯活動鉛筆。
70年代又相繼開發了二次撳動式、雙卡撳動式和甩打撳動式結構芯活動鉛筆。
1979年聯邦德國法伯·卡斯特鉛筆廠首次推出自動出芯式活動鉛筆。
1980年前后又研制成功了塑料二爪卡頭，使自動鉛筆在材料和結構上有了新的突破。[1]
活動鉛筆按鉛筆芯直徑大小分為粗芯（大于0.9mm）和細芯（小于0.9mm）活動鉛筆。按出芯方式，可分為墜芯式、旋轉式、脈動式和自動補償式，4種活動鉛筆。墜芯式靠鉛芯重力自動出鉛芯。旋轉式靠旋轉輸送鉛芯。脈動式（撳動式）靠撳動輸送鉛芯，結構有一次撳動式，即撳動一次出鉛芯。二次撳動式，第一次撳動筆嘴伸出筆桿，第二次撳動鉛芯伸出。雙卡頭撳動式，采用雙卡頭結構，縮短了卡頭和筆嘴端部距離，使活動鉛筆內最后剩下的8～15mm的一段殘留鉛芯，不用撳動可出一支整鉛芯將其頂出，即可連續書寫。自動補償式（自動出芯）無須旋轉或脈動裝置，可自動補償鉛芯，連續書寫。
脈動式機芯結構是活動鉛筆普遍采用的基本結構形式，主要由筆桿、尖套（筆尖）、固定護芯管（活動阻尼）、卡頭（開花）、鎖緊箍、彈簧等組成（見圖脈動式活動鉛筆結構示意）。當儲芯管受撳動壓力（手指壓力）作用時，克服彈簧的彈性力向下移動，并使卡頭爪片張開，同時鉛芯依靠自身的重力，離開在儲芯管內的原來位置，在制動元件阻尼圈的控制下沿著護芯管壁移動一定長度。撳動壓力釋放后，彈簧恢復原位，鉛芯被鎖緊箍和卡頭自動鎖緊定位，完成一次脈動出芯過程。依此往復即可連續脈動出芯。
細芯活動鉛筆的專用鉛芯，具有撓曲強度高、書寫性能好等特點。它主要以合成樹脂為鉛芯的粘結劑，常用的有聚乙烯醇、瀝青、呋喃樹脂、聚氯乙烯、ABC樹脂、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物等；以石墨為鉛芯的著色劑；常用溶劑有水、乙醇等；常以鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯等為增塑劑，用來降低樹脂在高溫下的流動粘度，改善成型工性能；常以硬脂酸鉛為穩定劑，防止樹脂老化，抑制氧化過程進行；以液體石蠟、低分子聚乙烯等為潤滑劑，改善樹脂熔體的流動性能。
樹脂細鉛芯的制造是在惰性氣體（如氬氣）保護下或密封條件下，經高溫焙燒碳化而形成石墨化結構，使其具有較高的機械強度和較好的書寫性能。
