Ein besonderer Glücksfall in Ludwigsburg ist die Erhaltung der historischen Bühnenmaschinerie. Sie stammt zum größten Teil noch aus der Erbauungszeit des Theaters 1758/59 und zählt damit zu den ältesten erhaltenen ihrer Art. Die Bühnenmaschinerie von Drottningholm, dem Schlosstheater des schwedischen Königs, stammt von 1764/66, ist allerdings noch etwas vollständiger.
Im April 1758 verpflichtete der Herzog neben dem Architekten Philippe de la Guêpière den „Theatral-Maschinisten“ Johann Christian Keim. Bereits Ende Mai 1758 war das Theater bespielbar! Allerdings mussten die Dekorationen noch aus dem Stuttgarter Operhaus nach Ludwigsburg geholt werden.
„Theatral-Maschinist“ Keim hatte vielfältige Aufgaben zu erledigen: Zunächst war er natürlich für die Planung und Herstellung der Bühnenmaschinerie zuständig. Daneben musste er sich aber auch um die Dekorationen und die Beleuchtung und nicht zuletzt um den ordnungsgemäßen Ablauf der Aufführungen kümmern. Und die Anforderungen waren hoch: Das höfische Publikum wollte mit immer neuen Spektakeln unterhalten werden. In Sekundenschnelle wandelten sich die Bühnenbilder bei offenem Vorhang und versetzten das Publikum in Staunen und Entzücken.
Wie war das möglich? Dahinter steckte die Bühnenmaschinerie, eine ausgeklügelte, raffinierte Mechanik, die ein perfektes Zusammenspiel der verschiedenen Dekorationselemente möglich machte. Sie bewegte die seitlichen Kulissen, hinten die Prospekte und oben die Soffitten. Für das Publikum im Zuschauerraum blieb unsichtbar, was die Bewegungen auslöste, ohne dass eine Menschenhand zu sehen gewesen wäre. Bei allem Raffinement: Die ganze Mechanik bestand aus Holz und Hanfseilen.
Herzstück und Antrieb der Maschinerie war der große Wellbaum unter der Bühne. Über ihn liefen die Seilzüge, an denen alle beweglichen Teile der Bühne befestigt wurden. Beispielsweise die paarweise angeordneten Kulissengatter: Der Seilzug bewegte sie seitlich hin und her, sorgte dafür, dass die eine Dekoration zu Seite hin verschwand und zugleich eine neue Dekoration auf der Bühne erschien. Die Kulissengatter liefen in schmalen Schlitzen im Bühnenboden, sogenannten Freifahrten. Die Kraft, die für die Seilbewegungen nötig war, lieferte ein Fallgewicht: Wenn man es auslöste, setzte es durch sein Gewicht alles in Fahrt. Um es wieder einsatzbereit zu bekommen, zogen es die Bühnenarbeiter mit einer Handwinde wieder nach oben.
Hölzerne Maschinen unter dem Bühnenboden machten es auch möglich, Personen auf- und abtauchen zu lassen und Teile des Bühnenpodiums zu versenken – zum Beispiel öffnete sich durch Schieber effektvoll ein Höllenschlund. Wellenmaschinen verwandelten die Bühne in eine wogende See, in der Schiffe mit den Elementen kämpften – ein beliebtes Motiv in den Barockopern.
Noch variabler war die Maschinerie der Oberbühne, um immer neue eindrucksvolle Bilder wie aufreißende Wolkenberge oder einstürzende Grotten zu schaffen. Über Rollen, Winden und Räder geführte Seile lenkten vom Schnürboden aus das Auf und Ab der Vorhänge, Soffitten und Prospekte. Deren immense Größe mit bis zu 12 Metern Höhe und 11 Metern Breite beweisen eindrucksvoll die noch heute erhaltenen Hintergrundprospekte.
Über das mächtige Rad und den Göpel über dem Zuschauerraum, die heute den Kronleuchter tragen, konnte ursprünglich ein Wolkenwagen gehoben und gesenkt werden. Zum barocken Spektakel gehörte es ganz selbstverständlich dazu, dass das Bühnenpersonal durch die Luft befördert werden mussten: waren es Gestirne oder Winde, olympische Gottheiten, die herabschwebten, oder auch Ungeheuer, die in die Höllenschlünde des Bodens stürzten.
Um die passende Geräuschkulisse zu schaffen, gehörten Regen-, Wind-, Blitz- und Donnermaschinen dazu. Im Ludwigsburger Schlosstheater hat sich bis heute auf der linken Außenseite des Bühnenportals ein Donnerschacht erhalten. Die sehr überzeugenden Donnerschläge wurden erzeugt, indem man Steine oder Metallkugeln aus etwa 10 Metern Höhe auf keilförmig angebrachte Hölzer fallen ließ, sie hin und her geworfen wurden und gegen die Wände polterten.
Besonders wichtig für die Wirkung des Bühnengeschehens war die Beleuchtung – und gleichzeitig besonders schwierig. Öllampen und Kerzen inmitten der Holzgerüste und Leinwände der Kulissen: Das bedeutete eine ständige Feuergefahr. Dazu kam die Belästigung der Zuschauer und vor allem derer, die auf der Bühne agierten, durch die Rauchbildung und den Gestank.
Auch die mehrflammigen Öllämpchen der Rampenbeleuchtung – die Lichter am vorderen Bühnenrand –, qualmten stark. Besonders für die Sängerinnen und Sänger war das sehr hinderlich. An der Decke der Proszeniumsöffnung hingen kristallene Kronleuchter, die die Vorderbühne mit einem starken Oberlicht versorgten. Die Beleuchtung der seitlichen Dekorationen übernahmen zahlreiche Öllampen, die an Beleuchtungsständern zwischen den Kulissen angebracht waren und durch Abblendvorrichtungen reguliert werden konnten, halbmondförmige, mit Öffnungen für Dochte versehene Blechdosen. Bis heute haben sie sich im Ludwigsburger Schlosstheater erhalten.