世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗（Hero of Alexandria）于公元1世纪发明的汽转球（Aeolipile），这是蒸汽机的雏形。约1679年法国物理学家丹尼斯·帕潘在观察蒸汽逃离他的高压锅后制造了第一台蒸汽机的工作模型。同时代的萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机的主意。1698年托马斯·塞维利和1712年托马斯·纽科门制造了早期的工业蒸汽机。
1695年，英国工程师塞维利制造出来几台蒸汽泵，主要用来抽水。此后纽科门等人继续研制蒸汽机，在1705年试制了第一台真正可用作动力的蒸汽机，这种蒸汽机被人们称为纽科门蒸汽机。
而瓦特运用科学理论，发现了这种蒸汽机的毛病所在并加以改良，最终发明出来工业用的蒸汽机，1774年，瓦特把自己设计的蒸汽机投入生产，并在1776年波罗姆菲尔德煤矿首次向人们展示其工作状态，也在1776年第一批新型蒸汽机制造成功并应用于实际生产。
瓦特的创造性工作使蒸汽机快速发展，并成为了可以普遍应用的蒸汽机，而且蒸汽机的热效率成倍递增，煤耗大大的下降，所以瓦特是蒸汽机的改良者。
在1807年富尔顿第一成功用蒸汽机来驱动轮船。