早在17世纪，就有人作过利用蒸汽提高水位的尝试，例如英国的萨弗里曾于1698年制成一台能从矿井中抽水的蒸汽水泵，被称为“矿工之友”。

    第一台有实用意义的蒸汽动力装置是英国的纽科门于1705年制成的大气式蒸汽机，又称纽科门蒸汽机，曾在英国的煤矿和金属矿中使用。纽科门蒸汽机的蒸汽汽缸和抽水缸是分开的，蒸汽通入汽缸后在内部喷水使它冷凝，造成汽缸内部真空，汽缸外的大气压力推动活塞作功，再通过杠杆、链条等机构带动水泵活塞。

    18世纪中叶，瓦特在前人科学研究和实验的基础上，对蒸汽机作了重大的改进，创造出更好更实用的蒸汽机，对在英国发生的工业革命起了关键性的和主导的作用。瓦特于1764年开始对蒸汽机的研究和改进。他发现纽科门蒸汽机的汽缸冷却消耗很多蒸汽，在布莱克教授的潜热和比热理论的启发下他找出蒸汽机效率低下的原因。于是，他把蒸汽的冷凝过程安排在与汽缸分开的冷凝器中进行。

    1765年，他制做了一台试验性的有分离凝汽器的小型蒸汽机，肯定了分离凝汽器的优越性，并于1769年取得了标名为“在火力机中减少蒸汽和燃料消耗的新方法”的专利；1776年，瓦特与博尔顿合作制造的两台蒸汽机开始运转；1781年瓦特又取得双作用式蒸汽机的专利。到了1804年，英国的棉纺织业已普遍采用蒸汽机作为生产动力。

    到了19世纪中期，内燃机问世。第一台在工厂中实际使用的内燃机，是1860年法国勒努瓦制造的无压缩过程的煤气机，其基本结构与当时的蒸汽机相差不多。

    1862年，法国罗沙提出四冲程循环的基本原理；1876年，德国奥托制成四冲程往复活塞式单缸卧式煤气机，比勒努瓦的煤气机效率更高，功率更大；1878年，英国克拉克制成了二冲程循环的内燃机；1892年，德国狄塞尔提出压燃式内燃机原理，为提高内燃机热效率作出了重要贡献；1897年他制成第一台压缩点火式内燃机(柴油机)，使用液体燃料，按四冲程原理工作，热效率高于当时其他任何内燃机。早期的压燃式内燃机的转速比较低，进入20世纪后，内燃机的转速开始大幅度提高。

    随着发电机和电动机的发明，世界开始进入电气时代。中心发电站迅速兴起，大功率的高速汽轮机应运而生。1882年，瑞典的拉瓦尔制成第一台单级冲动式汽轮机。