Les cartes à jouer sont nées en Chine sous la dynastie Tang, au IXe siècle. Le plus ancien témoignage écrit remonte à 868, dans un texte de Su E qui mentionne la « princesse Tongchang jouant au jeu de feuilles » (yezi xi). Ces premières cartes, imprimées sur du papier grâce à la xylographie — technique que les Chinois maîtrisaient déjà pour les billets de banque —, comportaient quatre couleurs correspondant aux dénominations monétaires : pièces, ligatures de pièces, myriades et dizaines de myriades. Le lien entre cartes et monnaie n'est pas un hasard : jouer aux cartes, c'était littéralement jouer avec de l'argent.
Les cartes arrivent en Europe au XIVe siècle par deux voies : les routes commerciales méditerranéennes et le monde arabe, via les Mamelouks d'Égypte. Le plus ancien jeu mamelouk conservé, découvert au palais de Topkapi à Istanbul, date d'environ 1400 et comporte quatre couleurs — coupes, pièces, épées et bâtons de polo — qui inspirèrent directement les enseignes italiennes et espagnoles. La première mention européenne de cartes figure dans un décret de la ville de Berne en 1367, qui en interdit l'usage. En 1377, le moine Johannes de Rheinfelden rédige un traité détaillé décrivant un jeu de 52 cartes avec quatre couleurs de 13 cartes chacune.
C'est en France, au XVe siècle, que naît le système de couleurs que le monde entier utilise aujourd'hui : cœur, carreau, trèfle et pique. Cette innovation, attribuée aux cartiers rouennais et lyonnais vers 1480, simplifie radicalement la production. Les enseignes françaises, faites de formes géométriques simples, peuvent être imprimées au pochoir en deux couleurs (rouge et noir), contre les gravures complexes et polychromes des enseignes italiennes ou allemandes. Cet avantage industriel décisif permettra aux cartes françaises de s'imposer en Angleterre au XVIe siècle, puis dans le monde entier.
Les figures du jeu français portent depuis le XVIe siècle les noms de personnages historiques et légendaires. Le roi de cœur représente Charlemagne, le roi de pique le roi David, le roi de carreau Jules César et le roi de trèfle Alexandre le Grand. Les dames incarnent des figures comme Judith (cœur), Pallas Athéna (pique), Rachel (carreau) et Argine — anagramme de "regina" — (trèfle). Ce système, codifié par le cartier parisien Hector de Trois en 1567, a survécu aux tentatives révolutionnaires de 1793-1794 de remplacer rois, dames et valets par des « Génies », « Libertés » et « Égalités ».
Les mathématiques des cartes à jouer ont fasciné les plus grands esprits. Blaise Pascal et Pierre de Fermat fondèrent la théorie des probabilités en 1654 en échangeant sur le « problème des partis », un litige lié à une partie de cartes interrompue. En 1765, Euler étudia les « carrés latins » en s'inspirant des figures de cartes. Plus récemment, en 1992, le mathématicien Persi Diaconis a démontré qu'il faut exactement 7 mélanges « riffle shuffle » pour randomiser parfaitement un jeu de 52 cartes — un résultat qui a surpris le monde du poker professionnel, où les croupiers ne mélangeaient souvent que 3 ou 4 fois.
Aujourd'hui, le marché mondial des cartes à jouer représente environ 2,5 milliards de dollars par an. L'entreprise United States Playing Card Company (USPC), fondée à Cincinnati en 1867, produit les célèbres marques Bicycle et Bee utilisées dans la majorité des casinos. Le poker en ligne, popularisé par la victoire de Chris Moneymaker — un comptable amateur — aux World Series of Poker 2003, a provoqué un « poker boom » qui a multiplié par dix le nombre de joueurs en ligne entre 2003 et 2006. Les cartes à jouer virtuelles ont ainsi rejoint leurs ancêtres papier, bouclant un cycle de plus de mille ans d'histoire.