最初的蒸汽机是古希腊的一位数学家希罗发明的汽转球（蒸汽机的雏形），之后法国物理学家丹尼斯·帕潘，英国技术工程师托马斯·塞维利和托马斯·纽科门都为蒸汽机的设计与应用做出过贡献；后因詹姆斯·瓦特对蒸汽机的改进发明，使它能比较适用于各种机械的运动，最终才应用于生产制造和生活上。
蒸汽机的发明发展过程：
公元1世纪古希腊数学家亚历山大港的希罗发明了汽转球，汽转球是蒸汽机的雏形，也是世界上第一台蒸汽机，它比英国工业革命早了二千年，但没有任何用途。
约1679年法国物理学家丹尼斯·帕潘在观察蒸汽逃离高压锅的现象后制造了第一台蒸汽机的工作模型。与此同时的萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机的设想。
1698年托马斯·塞维利和1712年托马斯·纽科门制造出了早期的用于工业的蒸汽机，他们对蒸汽机的发展都做出了自己的贡献。纽科门及其助手卡利在1705年发明了大气式蒸汽机，用以驱动独立的提水泵，被称为纽科门大气式蒸汽机。
1765年 瓦特逐渐发现了蒸汽机的毛病所在，并运用科学理论发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机，于1769年取得了英国的专利。从1765年到1790年，瓦特进行了一系列发明，比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞、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，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终发明出工业用蒸汽机。
从1766年起，蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用，在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。
1807年，美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙”号。
1814年，英国人史蒂芬孙研制的第一辆蒸汽机车“布拉策号”试运行成功。
1825年9月27日，英国人史蒂芬孙亲自驾驶他同别人合作设计制造的“旅行者号”蒸汽机车在新铺设的铁路上试车，并获得成功。蒸汽机在交通运输业中的应用，使人类迈入了“火车时代”，迅速的扩大了人类的活动范围，后来蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用，这就是所谓的“蒸汽时代。”。
