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1世纪创造的汽转球（Aeolipile），不外它只不外是一个玩具罢了。 约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本在察看蒸汽逃离他的高压锅后造造了第一台蒸汽机的工做模子。
约与此同时萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机 詹姆斯·瓦特
的主意。1698年托马斯·塞维利、1712年托马斯·纽科门和1769年詹姆斯·瓦特造造了早期的工业蒸汽机，他们对蒸汽机的开展都做出了本身的奉献。1807年罗伯特·富尔顿第一个胜利地用蒸汽机来驱动汽船。
瓦特并非蒸汽机的创造者，在他之前，早就呈现了蒸汽机，即纽科门蒸汽机，但它的耗煤量大、效率低。瓦特运用科学理论，逐步发现了那种蒸汽机的弊端所在。从1765年到1790年，他停止了一系列创造，好比别离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油光滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率进步到本来纽科门机的3倍多，最末创造出了现代意义上的蒸汽机。
16世纪末到17世纪后期，英国的采矿业，出格是煤矿，已开展到相当的规模，单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求，而现场又有丰硕而廉价的煤做为燃料。现实的需要促使许多人，如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就努力于“以火力提水”的摸索和试验。
最后的实空蒸汽机被用来将矿井里的水抽出来。纽科门的蒸汽机将蒸汽引入气缸后阀门被封闭，然后冷水被撒入汽缸，蒸汽固结时形成实空。活塞另一面的空气压力鞭策活塞。在矿井中联合一根深切竖井的杆来驱动一个泵。蒸汽机活塞的运动通过那根杆传到泵的活塞来将水抽到井外。
第一个庞大的改善是将气缸与固结缸通过一个阀门分隔。瓦特在伯明翰创造了那个改良。那个改良进步了蒸汽机的效率。下一个改良是将阀门的操做主动化。 那些早期的实空蒸汽机的效率有限，但它们比力平安，因为它们的压力比力低，在物量发作损坏的情况下机器向内收缩，而不是向外爆炸。
它们的效率受外部气压、气缸变形、燃烧和沸腾的效率和固结才能的限造。理论更高效率受水在通俗大气压下比力低的沸腾温度限造。利用高温高压的蒸汽为蒸汽机的效率带来了庞大的进步。但那种蒸汽机比实空蒸汽机危险得多。汽锅和机器的爆炸形成了许多大变乱。平安阀在那里带来了很大的改良，在压力过高的情况下平安阀放气减压。
但实正包管平安只要依靠建造、运行和维护的经历和平安规则。 萨弗里造成的世界上第一台适用的蒸汽提水机，在1698年获得标名为“矿工之友”的英国专利。他将一个蛋描述器先充满蒸汽，然后封闭进汽阀，在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而构成实空。翻开进水阀，矿井底的水受大气压力感化经进水管吸入容器中；封闭进水阀，重开进汽阀，靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。
待容器中的水被排空而充满蒸汽时，封闭进汽阀和排水阀，从头喷水使蒸汽冷凝。如斯频频轮回，用两个蛋描述器瓜代工做，可持续排水。 萨弗里的提水机依靠实空的吸力吸水，吸水深度不克不及超越六米。为了从几十米深的矿井吸水，须将提水机拆在矿井深处，用较高的蒸汽压力才气将水压到空中上，那在其时无疑是困难而又危险的。
纽可门及其助手卡利在1705年创造了大气式蒸汽机，用以驱动独立的提水泵，被称为纽科门大气式蒸汽机。那种蒸汽机先在英国，后来在欧洲大陆得到快速推广，它的改型产物曲到19世纪初还在造造。纽科门大气式蒸汽机的热效率很低，那次要是因为蒸汽进入汽缸时，在刚被水冷却过的汽缸壁上冷凝而丧失掉大量热量，只在煤价低廉的产煤区才得到推广。
蒸汽机火车头
1764年，英国的仪器补缀工詹姆斯·瓦特为格拉斯哥大学补缀纽可门蒸汽机模子时，留意到了那一缺点，并于1765年创造了设有与汽缸壁分隔的凝汽器的蒸汽机，并于1769年获得了英国的专利。初期的瓦特蒸汽机仍用平稳杠杆和拉杆机构来驱动提水泵，为了从凝汽器中抽除固结水和空气，瓦特拆设了抽气泵。
他还在汽缸外壁加拆夹层，用蒸汽加热汽缸壁，以削减冷凝丧失。 瓦特的缔造性工做使蒸汽机快速地开展，他使本来只能提水的机械，成为了能够遍及应用的蒸汽机，并使蒸汽机的热效率成倍进步，煤耗大大下降。因而瓦特是蒸汽机的改进者。 自18世纪晚期起，蒸汽机不只在采矿业中得到普遍应用，在冶炼、纺织、机器造造等行业中也都获得快速推广。
它使英国的纺织品产量在20多年内(从1766年到1789年)增长了5倍，为市场供给了大量消费商品，加速了资金的积累，并对运输业提出了迫切要求。 在船舶上接纳蒸汽机做为推进动力的尝试始于1776年,颠末不竭改良，至1807年，美国的富尔顿造成了第一艘适用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙”号。
尔后，蒸汽机在船舶上做为推进动力历百余年之久。 1800年，英国的特里维西克设想了可安拆在较大车体上的高压蒸汽机。1803年，他把它用来鞭策在一条环形轨道上开动的机车，找来喜欢别致玩意儿的人乘坐，向他们收费，那就是机车的雏型。英国的史蒂芬孙将机车不竭改良，于1829年缔造了“火箭”号蒸汽机车，该机车拖带一节载有30位乘客的车厢，时速达46公里/时，引起了列国的重视，创始了铁路时代。
19世纪末，跟着电力应用的鼓起，蒸汽机曾一度做为电站中的次要动力机械。1900年，美国纽约曾有单机功率达五兆瓦的蒸汽机电站。 蒸汽机的开展在20世纪初到达了高峰。它具有恒扭矩、可变速、可逆转、运行可靠、造造和维修便利等长处，因而曾被普遍用于电站、工场、机车和船舶等各个范畴中，出格在军舰上成了其时独一的原动机。
需要出格留意的是，许多教科书上（汗青书、物理书）说瓦特是蒸汽机的创造者。那是误传。蒸汽机是英国人萨维利（Savery）于1698年、纽可门（Newcomen）于1705年各自独立创造的，用于矿井抽水。其时效率很低。1765年，瓦特在补缀纽可门机的根底上，对蒸汽机做了严重改良，使冷凝器与汽缸别离，创造曲轴和齿轮传动以及离心调速器等，使蒸汽机实现了现代化，大大进步了蒸汽机的效率。
瓦特的那些创造，仍利用在现代蒸汽机中，为纪念瓦特的奉献，功率的单元名称以其姓氏定名。（《物理学（第五版）》）。