人類對蒸汽的認識和利用，經歷了一個漫長的過程。早在公元前2世紀，古希臘人就制造過一種利用蒸汽噴射產生反作用的發動機。
1698年，法國物理學家巴本發明了汽缸——活塞裝置。這個裝置源于高壓鍋上壓力閥所受的重力（自身重量）是由鍋內蒸汽的壓力（作用在閥上）來平衡的現象。但巴本畢竟是物理學家而不是一位工程師或熟練工人，未能把這個聰明的設想完善到可以實際應用。
英國工程師托馬斯.塞維利修改了巴本的設想，在1698年發明了第一臺實際應用于礦井抽水的蒸汽機，第一次真正把蒸汽變成工業動力。但是這種機器有許多缺陷，熱損失極大，效率很低。由于靠大氣壓力汲水，使其工作受到限制；而且也很不安全。
1705年英國鍛工托馬斯.紐可曼在另一位工人考利的幫助下，發明了一種實用的大氣活塞式蒸汽機。他將從礦井里抽水的工作機和為它提供動力的蒸汽裝置完全分開，并靠搖稈的不平衡在重力作用使蒸汽裝置的活塞運動回程。這樣極大地減少熱量損失，保證了蒸汽機安全運行，降低了運行成本。
1763年，格拉斯哥大學請詹姆斯•瓦特修理一臺紐可曼蒸汽機。瓦特通過大量實驗以及根據格拉斯哥大學教授布萊克提出的潛熱、比熱理論進行分析，深入研究了舊式蒸汽機，找出舊式機器效率低的原因：主要缺陷在于每一沖程都要用冷水將汽缸冷卻一次，從而消耗大量熱量，使絕大部分蒸汽不能有效利用。針對缺陷，瓦特提出減少蒸汽消耗、提高熱機效率的兩項措施：一，為了使汽缸始終保持蒸汽所必須具有的溫度，必須在汽缸外加上絕熱外套或用其他方法對汽缸加熱；二，使作功后的蒸汽盡可能快地冷卻，液化成水并要使這一過程在汽缸外進行。瓦特產生了采用分離冷凝器的最初設想。
1765年，一種全新的蒸汽機在瓦特的手中誕生。瓦特發明的蒸汽機不僅少用大量的煤，而且使人類從此開始擁有自己創造的動力，而不再受制于大自然。后來人們把解決了工業化核心問題的瓦特蒸汽機，作為工業革命的標志。瓦特也被稱為“工業革命之父”。
瓦特在同年設計了一種帶有分離冷凝器的蒸汽機。據瓦特計算，這種新的蒸汽機的熱效率是紐可曼蒸汽機的三倍。
此后三年多的時間里，瓦特克服了材料和工藝等各方面的困難，終于在1769年制出第一臺樣機。同年，瓦特因這種帶有分離冷凝器的蒸汽機而獲得他的第一項蒸汽機專利。
自1769年試制出帶有分離冷凝器的蒸汽機樣機后，瓦特就看出熱效率低已不是他的蒸汽機的主要弊病，而活塞只能作往返的直線運動才是根本局限。1781年，瓦特研制出一套被稱為“太陽和行星”的齒輪聯動裝置，終于把活塞的往返的直線運動轉變為齒輪的旋轉運動。為了使輪軸的旋軸增加慣性，從而使圓周運動更加均勻，瓦特還在輪軸上加裝了一個飛輪。由于對傳統機構的這一重大革新，瓦特的蒸汽機才真正成為能帶動一切工作機的動力機。1781年底，瓦特因帶有齒輪和拉桿的機械聯動裝置獲得第二項蒸汽機專利。
為了進一步提高蒸汽機的效率，1782年，瓦特根據這一設想，設計了一種帶有雙向裝置的新汽缸，并獲得第三項蒸汽機專利。瓦特把原來的單向汽缸裝置改裝成雙向汽缸，并首次把引入汽缸的蒸汽由低壓蒸汽變為高壓蒸汽，這是瓦特在改進紐可曼蒸汽機的過程中的第三次飛躍。通過三次技術飛躍，紐可曼蒸汽機進化成瓦特蒸汽機。
這種高效率的蒸汽機很快取代了舊式的蒸汽機，從此，動力機、傳動機和工作機組成了機器生產系統，成為工業化的核心。
此后瓦特又發明了自動調節蒸汽機運轉速度的離心式調速器（1788年）、壓力計（1790年）、計數器、示功器、節流閥以及許多其他儀器，并相繼申請了專利。
由于瓦特對紐可曼機所做的改進非常重要，所以人們認為是他發明了第一臺有實用價值的蒸汽機。
瓦特逝世于1819年。后人為了紀念他的偉大發明，把發電機和電動機的功率計算單位稱為“瓦特”。現代家庭用的電燈、電暖器、電熨斗的功率都稱為“瓦”，那是“瓦特”的簡稱，也是為了紀念他為人類作出的杰出貢獻。
晚年的瓦特非常富庶。但是他的主要財富來源不是制造蒸汽機的工廠，而是廣泛轉讓的高效能蒸汽機的發明專利。（撰稿人：徐曉敏）
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James Watt（1736-1819），他不僅發明了蒸汽機，還在1769年獲得了蒸汽機的專利，這推動了蒸汽動力成為工業革命的基礎。之后，他又改良了蒸汽機，還和研究伙伴Matthew Boulton、William Murdock一起共同實現了其他幾項發明。瓦特修改了原有的動力單位“馬力”的計算方法，人們為紀念他，將功率的單位命名為瓦特。
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