Los Artificios se caracterizaron por ser construcciones mecánicas singulares y complejas, distintas de las demás obras hidráulicas conocidas. Su diseño guardaba estrecha relación con las capacidades de Juanelo Turriano, ingeniero, matemático, astrónomo, constructor de autómatas, pero principalmente relojero.

Ninguna otra obra hidráulica había alcanzado superar un desnivel de 90 metros de altura, deberá esperarse más de un siglo para conseguirlo de la mano de la “Máquina de Marly” para abastecer de agua los jardines de Versailles.

Jehan Lhermite, de origen Belga, cortesano de Felipe II y maestro de Felipe III, cita en sus memorias («Le passetemps de Jehan Lhermite, depuis son voyage d’Espagne») la gran impresión que le causaron los Artificios en el año 1600, y la imposibilidad de describirlos sin la ayuda de representaciones fidedignas (planos), que ni el arquitecto real Juan Baptisto Monnegro le pudo facilitar.

“Aunque es cosa ciertamente muy admirable que, como he dicho, ya he descrito, nunca he podido obtener un proyecto o representación fidedigna de esta máquina para satisfacer mi deseo de presentar una imagen viva que pueda contentar ocularmente a mis lectores, y si bien creo que el entendimiento humano y su intelecto pueden entender lo que es, difícilmente es posible comprender el artificio, industria e invención de este ingenio sin ver una representación suya. Así pues, me esforcé mucho en obtener una imagen fidedigna, pero hasta el día de hoy no he conseguido nada, y también resultaron vanas las muchas solicitaciones que hice sobre este punto ante Juan Baptisto Monnegro, arquitecto del rey, presidente en el mencionado palacio, que es la persona que lo gobierna, quien no dejó de persuadirme en todo momento para que desistiera de mi empeño […] me escribió en una breve nota que me envió en la que me decía en sustancia que para dar a entender bien y explicar cabalmente el misterio de este ingenio sería necesario en primer lugar hacer un libro lleno con las diferentes representaciones y que después todavía, para dar aún inteligencia más viva de ello, sería menester componer varias maquetas de madera, puesto que – me escribió- no hay en el mundo hombre capaz de comprender lo que es este ingenio por una sola representación”

La complejidad mecánica, constructiva y la gran cantidad de piezas con fricciones y movimientos relativos entre ellas (como sucede también años más tarde en la “Máquina de Marly” en Versaille), demandan de mantenimiento, engrase y ajustes continuos. Cabe añadir, que el dimensionado de las piezas de los artificios son distintos dependiendo del porcentaje de pendiente de la ladera que debe remontar, dificultando aun más los ajustes y reparaciones.

No es de extrañar que tras la muerte de Juanelo y mas tarde de su nieto, Juan Fernández del Castillo que los sustituyo a ambos en las tareas de mantenimiento de los Artificios, al poco tiempo de desempeñar sus tareas solicitara al rey la construcción de un nuevo ingenio mucho más simple mecánicamente y fácil de mantener, consistente en bombas de émbolo encadenadas, conservando tan solo la transmisión de energía de los Artificios de Juanelo para accionar las bombas de émbolo.

La singularidad constructiva de los Artificios impide encontrar referentes mecánicos y parecidos en Teatros de Máquinas y construcciones de la época, como si ocurre normalmente en la mayoría de ingenios.

Siendo Juanelo Turriano un experto relojero, que habiendo inspeccionado el Astrario de Giovanni di Dondi (principal realización mecánica medieval, consistente en un reloj astronómico finalizado en el año 1380), y encontrándolo severamente averiado dictaminó que era irreparable, eligiendo la opción de construir a su imagen un nuevo Astrario mejorado para Carlos V, al que se le llamó ”Planetario” o “Reloj Grande”.

Desgraciadamente ni el Astrario ni el “Planetario” se han conservado hasta nuestros días, pero Giovanni di Dondi dejó un conjunto de apuntes e instrucciones, que permiten actualmente su reconstrucción.

Varios conjuntos de piezas y sus movimientos, pueden identificarse en el Astrario y en los Artificios de Juanelo, básicamente la concepción mecánica de los actuadores de la transmisión, las uniones de las escaleras de Valturio con los grupos de trasvase de agua, y la capacidad de conseguir que numerosas piezas se muevan coordinadamente, manteniendo sus cadencias y coordinación, aun existiendo fricción entre ellas debido a movimientos de deslizamiento de unas sobre las otras, que en los Artificios requerirán de engrase frecuente.

Parece prácticamente imposible que una representación esquemática, dotada de una simplicidad extrema como puede ser el realizado por Manuel Severim en 1604, sea el referente de los Artificios de Juanelo y den respuesta a los textos históricos contrastados, en especial al de Ambrosio de Morales (1575).