Основні знання про будову катапульт і інших метальних машин залишили автори I ст. до н. е. римлянин Вітрувій, греки Герон Олександрійський та Філон з Візантії.
На відміну від лука чи арбалета, де кінетична енергія забезпечується пружністю зігнутих плечей, в катапультах і балістах енергія запасається в скручених пучках джгутів малоеластичних волокон – торсионах. Через це їх іноді називають торсіонними метальними машинами, луки та арбалети ж, в тому числі важкі станкові аркбаллісти, відносять до тенсіонних. Важіль, вставлений одним кінцем в закручений джгут-торсіон, прагне розкрутитися, розганяючи інший кінець важеля до великої швидкості. Таким чином, кожне плече катапульти складається з горизонтального важеля, вставленого в закручений з певним зусиллям джгут, а також з підставки або рами, куди вертикально кріпиться джгут. Обидва плеча катапульти з`єднані тятивою, відтягнути яку можливо тільки за до лебідки. Між важелями встановлена напрямна балка для спрямованого польоту метальної снаряда: каменю в балісті та стріли в катапульті.
