美国技术史专家休斯，1983年首先在《动力的网络》（Networks of Power）一书中具体考察了电力传送系统，并提出自己的技术系统模型，该书获得1985年的美国德克斯特奖。1987年休斯又在另一篇文章《大技术系统的进化》（The Evolution of Large Technological Systems）中，从普遍的意义上，对技术系统的社会建构的理论和方法进一步加以阐述。1988年，他又与梅茨（Reuate Mayntz）主编了《大技术系统的发展》（The Development of Large Technical Systems）一书，专门针对各种具体的技术系统，诸如：美国、法国和德国的铁路和电话系统，以及美国的航空输运和法国的电子系统等，从而通过大量实证材料的比较研究，来证实不同的技术系统发展和进化遵循相同的序列，具体地说明，社会的政治和经济具体因素如何制约技术系统的形成和发展。使得对技术系统的理论从具体到一般的研究达到一定的水平。

关于“技术系统”的定义，休斯认为：“技术系统包含着那些混乱的、复杂的、解决问题的成分，他们是被社会建构起来的，也是社会中形成的。”他认为技术系统的组分有：物质性人工制品（Physical artifacts）。各种组织和机构（Organization） · 如制造公司、公共事业单位和投资银行，而且他们通常和科学因素结合在一起，像书刊、教育和研究计划等。立法性质的人工制品（Legislative artifacts），如规章制度也是技术系统的一部分。一种人工制品，可以是物质的，也可以是非物质的，作为系统的组分与其它的人工制品相互作用，他们共同促成或部分促成系统的整体目的。如果组分脱离系统，或它的特征发生变化，系统内其它人工制品也将随之调整其特征。技术系统的组织成分由于是系统建造者发明和发展的，因而它们是社会建构的人工制品。系统建造者的根本任务是促使各组分由多元趋向统一，由多样化趋向集中，由混乱趋向协调。

关于技术系统与环境的关系，休斯作了如下说明。传统的研究中常常把社会因素作为技术系统的外部环境，但因为组织方面的组分是技术系统内的社会建构的人工制品，所以不挠把所有的社会因素都看作技术系统的外部环境。当然技术系统通常都有一个环境，这个环境由不受系统管理者控制的，难以驾驭的因素所组成，并且并不全都是组织性质的。如果环境中的某—因素，例如能源，它进入系统的控制之下，那么它便成为系统的一个联接部分，纵观历史，技术系统的管理愈来愈趋向于结合环境进入系统。技术控制的理想状态是技术系统为一封闭系统，不受环境的影响，这些管理者可以不求助于官僚体制和规章制度。仅仅根据推想而进行预测。而开放的技术系统往往处于两类的环境中，一类是技术所依赖的，一类是依赖于系统的，不论是哪一类环境，环境都不处于系统的控制之下，因而不能错误地把环境当作系统的组分。

技术系统的功能是解决问题或完成目标，技术系统通过使用有效的和适当的任何方式来解决问题或完成目标，要处理的问题，多数至少要凭借那些设计或使用的技术系统，通过使用有用的和理想的方式重新安排物质世界，使其更有效地进行商品生产和服务。

技术系统也存在着输入和输出，系统中的各子系统通过内部的输入和输出而联系起来。发明家、工程师、管理者、投资者及工人也是系统的组成部分，但不是系统内的人工制品，不是由系统建造者所创造的，系统中个体和群体的人都有着一定的自由，不受人工制品的支配。人在技术系统中的关键功能，除了发明，设计，发展系统等这些明显的作用外，还有完成系统运行与系统目标之间的反馈环路，来修正系统运行中的失误。技术系统中的发明者、组织者和管理者多数倾向于等级制，这种技术系统也倾向于一个等级式的结构。

休斯还通过追述美国、法国、德国，从1880年到1930年电力系统的发展，而提出了一个松散的技术系统的进化模型。该模型由三个内在联系的结构组成。第一，它包含一个技术发展的时间阶段模型，演化或扩展着的技术系统的历史大致经历着：发明、开发、革新、转移、成长、竞争和巩固几个活动阶段，这些历史阶段不是单一的顺序，存在着彼此间的超越和回归。发明、开发和革新之后还可以有新的发明，革新之后也不一定立即转移；第二，在系统成长时，必然会出现一些新的问题，对于其中的某些问题。休斯借用一军事术语，称之为“退却突出部”（reverse salients）来反映此类情景。它是指系统的落后组分，或者指系统中不与其它组分共相的组分。在系统成长的每个阶段，“退却突出部”依次可分解出引起发明家共同体注意的相应的“危机问题”（critical problems），这些“危机问题”又引出一串“问题解决者”（problem solvers）的特定类型，像发明者、管理者、工程师。如果一项“退却突出部”不可能在一个现存系统内修正，它可能成为激励发明的起点，进而诱发新的系统的产生；第三，休斯认为每个发展阶段产生特定的“技术文化”（culture of technology），该“技术文化”由特定的价值、观念和建制所组成，这样的“技术文化”也包含着特定组织的知识，正是这种技术文化，既表征了大规模的组织和机构，又表征了个体实践者的职业义务，也正是它形成了反映技术系统外显特征的“技术动量”（technological momentum）。“技术动量”这一术语是指技术发展倾向于沿着预先规定的轫道，除非有一些有力的外部冲击或一些内部的不一致阻碍而偏离轨道。休斯巧妙地将几个概念结合在一起，大量技术和组织方面所组成的质量和惯性，技术增长和扩展的运动速度，以及其运行的目标。这些参量的结合，共同形成技术系统的动量概念。

休斯通过这一丰富和复杂的模型，反映技术系统演变的特征，着重分析了技术系统增长和进化的模型，略去了历史上技术系统的停滞阶段和下跌阶段，技术系统的这些历史现象还有待干技术史家和技术社会学家的进一步研究。