在象棋发展的不同历史时期，随着棋制的改革和演变，象棋的棋盘和棋子也有过几次重大的变革。
现在留传下来的最古的象棋盘，可以从唐宋间苏州织锦的琴棋书画四大艺术图案中见到。织锦中表示棋的，是64个黑白相间小方格组成的方形棋盘。这正是唐代象棋的棋盘形制。它的形状和现代国际象棋盘一模一样，证明唐朝时流行的古代象棋与现代象棋不同，棋子置于棋盘的小方格内，并在方格上行棋。
唐宋间苏州织锦琴棋书画图案
唐朝时流行的古代象棋，棋子是立体象形的，这从唐肃宗时的丞相牛僧孺所著《玄怪录》一书中关于岑顺的梦幻故事可以得到证实。但直到现在，在出土的唐代古墓中，还未发掘到唐代象棋子的实物。唐时象棋的棋子兵种一开始只有将、士、象、车、马、卒六个兵种，后经牛僧孺的改革，增加了炮的新兵种。
唐末北宋之间，象棋大革新的结果，棋盘改成纵横11路，纵九路横10路等多种，最后定型成现代象棋采用的纵九路横10路的棋盘。棋子改成平面图形和平面字形两用，最后定型为平面字形。棋子的材质有象牙制的、铜制的、木制的。
在内蒙古、河南开封、四川江油和福建泉州等地都在发掘的古墓中发现宋代的象棋子。比如在河南开封出土的北宋的铜质象棋子，据考古学家鉴定，这批象棋子为北宋末年宋徽宗时期的遗物。棋子由黄铜制成，圆形，直径最大的为31毫米，最小者为11毫米，此外尚有20—30毫米的不等。棋子正反两面，有的一面汉字，一面图案；有的正反两面均为汉字。棋子兵种有将、士、象、车、马、炮、卒等七种。
《打马图经》中打马象棋两用棋盘图
在内蒙古出土的铜质象棋子，是一面图形、一面汉字的平面棋子。棋子兵种与在开封出土的相同。
在福建泉州湾出土的南宋古象棋子，是人们在泉州湾的宋代沉船中发现的。其中有木制的圆形象棋子20枚。棋子的兵种有将、仕、士、车、象、马、炮、兵等，分红黑两种颜色。
现时留存的宋代定型的象棋盘可在宋代女词人李清照的《打马图经》中找到。棋盘由纵九横10路组成，中有河界，两头有九宫，其形制与现在沿用的象棋棋盘完全一样。