16～17世紀，煤作為能源被大量開採。隨著煤礦的增加和礦井越開越深，排除礦井中的積水，成為煤生產中的關鍵問題。急需尋求新的動力機，來解決經濟和生產的需要。巴本、紐可門先後設計了蒸汽動力機，但由於易爆危險、效率低等原因，不能滿足需要。要使蒸汽機成為具有巨大工業效益的動力機械，必須在結構上作重大的改進，這個工作最終由一位大學的儀器修理工——瓦特在英國實現。

詹姆斯?瓦特1736年出生在蘇格蘭的一個木匠家庭，從小飽受貧窮和疾病的折磨，他的教育是在家庭和父親的工場裡受到的。1756年，他在格拉斯哥大學做機修工。1763年，他受命修理大學的一臺紐可門蒸汽機，得以仔細研究紐可門機的結構，並發現它熱量損失太大是由於每工作一次汽缸和活塞都要冷卻。1765年他終於想出了在汽缸之後再加一個冷凝器的主意。1769年，他造出了第一臺“單動式蒸汽機”，並獲得了發明冷凝器的專利。1782年，他進一步設計了雙向汽缸，1784年又製造了一臺“雙衝程蒸汽機”，並加上了飛輪和離心節速器，把單向運動變成旋轉運動。

瓦特蒸汽機的主要特點是改大氣壓力做功為蒸汽直接推動活塞做功，增加了冷凝器，提高了效率。這在蒸汽機發展史上邁開了具有決定性的一步，成為可用一切動力機械的萬能“原動機”。到1790年，瓦特機幾乎全部取代了老式的紐可門機。紡織業、採礦業和冶金業等在瓦特機的帶動下迅猛發展，蒸汽機改變整個世界的時代到來了。

瓦特的一生，都貢獻給了蒸汽機的研製事業。恩格斯把蒸汽機看作是第一個真正國際性的發明，這是對其貢獻的最好評價。英華人為了紀念他，特意在他的住宅處給他建造了銅像。