תחנות משנה קיימות מאז הקמת מערכת החשמל האמיתית הראשונה. כחלק בלתי נפרד ממערכת החשמל, הם התפתחו לצידה במשך למעלה מ-100 שנים. במהלך המאה הזו, תחנות משנה עברו שינויים משמעותיים באתרי בנייה, רמות מתח וציוד.
אתרי בנייה של תחנות משנה התפתחו מתחנות המשנה-המקוריות באוויר הפתוח, לתחנות המשנה הפנימיות ותת-קרקעיות מסוימות, מה שהפחית משמעותית את טביעת הרגל של תחנות המשנה בהשוואה לתחנות המשנה החיצוניות הפתוחות- המקוריות.
בכל הנוגע לרמות מתח, התפתחות טכנולוגיית הכוח עברה ממודל שידור רשת קטן עם מספר קטן של תחנות משנה 110kV ו-220kV המשמשות כתחנות משנה רכזת ו-35kV כתחנות מסוף למודל שידור רשת גדול יותר עם מתח גבוה במיוחד של 1000kV ו-500kV כתחנות רכזת ותחנות משנה 22kV תחנות משנה 110kV המשמשות כתחנות קצה.
במונחים של ציוד חשמלי, הציוד העיקרי התפתח מהציוד החיצוני הפתוח המקורי למכשירים חשמליים משולבי גז סגורים לחלוטין (GIS) ומכשירים חשמליים משולבי גז סגורים למחצה-(HGIS); ציוד משני התפתח מהגנה מוקדמת על טרנזיסטור ומעגלים משולבים להגנה על מיקרו מחשבים.