כאשר אדמונד קרטרייט הבין שפקיעת הפטנט של ארקרייט תגדיל מאוד את אספקת הכותנה הטווייה ותגרום למחסור באורגים, הוא פיתח נול מכני אנכי שמופעל בידי שני אנשים ורשם עליו פטנט בשנת 1785. בשנת 1786 הוא רשם פטנט על נול רגיל יותר באופן פעולתו. קרטרייט הקים שני מפעלים, הראשון נשרף והשני נהרס על ידי העובדים שלו. לעיצוב של קרטרייט היו מספר חסרונות, שהרציני מבניהם הוא קריעה של סיבים בנול. סמואל הורוקס רשם פטנט על נול מצליח למדי בשנת 1813. ריצ'רד רוברטס שיפר את הנול של הורוקס בשנת 1822, וכמויות גדולות של נולים כאלה יוצרו על ידי רוברטס, היל ושות'.
הדרישה הגוברת לכותנה יצרה הזדמנות לבעלי המטעים בדרום ארצות הברית, שחשבו שכותנת הרמות תהיה גידול רווחי אם תהיה דרך טובה יותר להפריד ממנה את הזרעים. איליי ויטני נענה לאתגר והמציא מנפטת כותנה זולה. אדם המשתמש במנפטה היה יכול להפריד ביום אחד כמות סיבים שבעבר לקח לאישה חודשיים להפריד (בהנחה שהיא עבדה בקצב של פאונד כותנה ביום).
ההתקדמות בתחומים אלו מומנה על ידי יזמים, שהידוע ביותר מבניהם הוא ריצ'רד ארקרייט. לזכותו של ארקרייט נזקפו מספר המצאות, שלמעשה פותחו על ידי אנשים כמו תומאס הייס וג'ון קאי. ארקרייט טיפח את הממציאים, רשם פטנטים על הרעיונות, מימן את היוזמות והגן על המכונות. הוא הקים טחנת כותנה ששילבה את כל תהליכי הייצור למפעל אחד ופיתח את השימוש בכוח - תחילה כוח סוסים ואחר כך כוח המים – שהפך את ייצור הכותנה לתעשייה מכנית. ממציאים אחרים הגדילו את היעילות של צעדים בודדים בתהליך הטווייה (ניפוץ, פיתול, טווייה וגלגול) כך שאספקת החוטים גדלה בהרבה. במהרה נכנס לשימוש כוח הקיטור והניע את מנגנוני הכותנה. העיר מנצ'סטר קיבלה את הכינוי "כותנופוליס" בתחילת המאה ה-19, כאות למפעלי הטקסטיל הרבים שלה.
אף על פי שהמיכון הפחית בצורה דרמטית את עלות בגדי הכותנה, באמצע המאה ה-19 בגדים שנארגו באופן מכני עדיין לא השתוו באיכותם לבגדים הודיים ארוגים בעבודת יד, חלקית בגלל העדינות של סוג הסיבים בהם השתמשו בענף הטקסטיל ההודי, דבר שאפשר מספר סיבים גבוה. למרות זאת, היעילות הגבוהה של תעשיית הטקסטיל הבריטית אפשרה לבגדים הבריטיים הגסים לרדת מתחת לרמת המחירים של הבגדים שנטוו ונארגו בעבודת יד בהודו בעלת רמת השכר הנמוכה, וכך לבסוף הרסה את התעשייה ההודית.
צמר.
הניסיונות האירופאיים הראשונים למיכון הטווייה בוצעו בצמר. למרות זאת, טווית צמר הוכחה כקשה יותר למיכון מאשר טווית כותנה. השיפור ביעילות טווית הצמר במהלך המהפכה התעשייתית היה משמעותי, אבל הרבה פחות מאשר השיפור בטוויית הכותנה.
משי.
אפשר לטעון שהמפעל הממוכן הראשון היה טחנת המשי המונעת במים שהפעיל ג'ון לומב בדרבי בשנת 1721. לומב למד ייצור סיבי משי כאשר עבד באיטליה ופעל כמרגל תעשייתי. למרות זאת, כיוון שתעשיית המשי האיטלקית שמרה את הסודות שלה בקפדנות מצב התעשייה באותו זמן לא ידוע. אף על פי שהמפעל של לומב היה מוצלח מבחינה טכנית, אספקת המשי הגולמי מאיטליה הופסקה כדי לחסל תחרות. כדי לקדם את התיעוש, הכתר הבריטי שילם על המודלים המכניים של לומב והם הוצגו במצודת לונדון.
בצרפת נעשו במהלך המאה ה-18 ותחילת המאה ה-19 מספר ניסיונות לבניית נול המסוגל לארוג דוגמאות משי סבוכות באופן אוטומטי. בשנת 1725 בזיל בושון המציא נול אוטומטי למחצה הנשלט על ידי סרט מנוקב. בין השנים 1747 ל-1750 הממציא הצרפתי ז'אק דה-ואוקנסון שיכלל את הנול של בושון ובנה נול אוטומטי באופן מלא, אך נול זה לא זכה להצלחה. לבסוף, בשנת 1804 המציא ז'וזף מארי ז'אקאר, טווה משי צרפתי, בהתבסס על ההמצאות הקודמות, את הנול של ז'אקאר, נול אוטומטי מוצלח המסוגל לארוג בדים מורכבים במהירות בעזרת כרטיסי ניקוב. השימוש בכרטיסי ניקוב ככלי לשליטה בפעולתה של המכונה נחשב לפורץ דרך בהיסטוריה של המחשוב.
תעשיית הברזל.
סטטיסטיקות תעשיית הברזל הבריטית.
ברזל חשיל היה הצורה הנסחרת של ברזל ונעשה בו שימוש ליצירת סחורות כמו מסמרים, חוטי תיל, צירים, פרסות סוסים, גלגלי עגלה, שרשראות ועוד. בנוסף, נעשה בו שימוש לצורות מבניות. בכמות קטנה של ברזל חשיל נעשה שימוש ליצירת פלדה. בברזל יצוק (יצקת) נעשה שימוש ליצירת סירים, תנורים ופריטים אחרים שלא נדרשו לרמת עמידות גבוהה. רוב ברזל היציקה זוקק והומר לברזל חשיל, עם אובדן ניכר. ברזל חשיל יוצר גם על ידי תהליך בלומרי, שהיה תהליך בולט להיתוך ברזל עד המאה ה-18 המאוחרת.
בשנת 1720 היו בבריטניה 20,500 טון ברזל יצוק שנוצרו בעזרת פחם עץ ו-400 טון שנוצרו בעזרת קוק. בשנת 1750 ייצור ברזל יצוק מפחם עץ עמד על 24,500 טון וייצור ברזל יצוק מקוק עמד על 2,500 טון. בשנת 1788 ייצור ברזל יצוק מפחם עץ עמד על 14,000 ולעומת זאת ייצור ברזל יצוק מקוק עמד על 54,000 טון. בשנת 1806 ייצור ברזל יצוק מפחם עץ עמד על 7,800 טון וייצור ברזל יצוק מקוק עמד על 250,000 טון.
בשנת 1750 בריטניה ייבאה, זיקקה מברזל יצוק או ייצרה ישירות 31,200 טון של ברזל חשיל בעזרת פחם עץ ו-100 טון בעזרת קוק. בשנת 1796 בריטניה ייצרה 125,000 טונות של ברזל חשיל בעזרת קוק ו-6,400 טון בעזרת פחם עץ, היבוא עמד על 38,00 טון והיצוא על 24,600 טון. בשנת 1806 בריטניה לא ייבאה ברזל חשיל, וייצאה 31,500 טון ברזל חשיל.
חידושים בתהליך הפקת הברזל.
אחד השינויים המרכזיים בתעשיית הברזל במהלך המהפכה התעשייתית היה ההחלפה של עץ וביו-דלקים אחרים בפחם. עבור הפקת אותה כמות של חום, כריית פחם מצריכה כוח עבודה קטן יותר מאשר חטיבת עצים והפיכתם לפחם עץ. בנוסף, פחם היה מצוי בשפע יותר מעץ, שהאספקה שלו נעשתה מצומצמת לפני העלייה האדירה בייצור הברזל במהלך סוף המאה ה-18. בסביבות 1750 קוק החליף בדרך כלל את פחם העץ בהיתוך של נחושת ועופרת והתפשט בצורה רחבה בהכנת זכוכית. הברזל שנוצר על ידי היתוך וזיקוק עם פחם וקוק היה נחות בהשוואה לברזל שנוצר עם פחם עץ בגלל תכולת הגופרית של הפחם. התעשייה הכירה פחמים דלי-גופרית, אבל גם הם הכילו כמות מזיקה של גופרית. המרה של פחם לקוק הפחיתה רק במעט את כמות הגופרית, ורק מיעוט מהפחמים הפכו לקוק.
גורם אחר שהגביל את תעשיית הברזל לפני המהפכה התעשייתית היה המחסור בכוח מים הנדרש כדי להפעיל את מפוחי הכבשנים. מגבלה זו נפתרה על ידי המצאת מנוע הקיטור.
השימוש בפחם להיתוך ברזל התחיל מעט לפני המהפכה התעשייתית, בעקבות החידושים של סר קלמנט קלרק ואחרים בשנת 1678, בשימוש בכבשני הדף מוזנים בפחם, שנודעו בכינוי "כיפה". כבשני הדף הם כבשנים בהם חומרי הבעירה ועפרות המתכת נמצאים בתאים נפרדים, והגזים הנפלטים מחומרי הבעירה עוברים לתא העפרות דרך חלל הנמצא מעל הקיר המפריד בין התאים. בכבשנים אלו הבעירה פעלה על תערובת של עפרות ופחם או פחם עץ, וחמזרה את התחמוצת למתכת. היתרון של טכנולוגיה זאת הוא שזיהומים בפחם (כמו אפר גופרית) לא חודרים לתוך המתכת. טכנולוגיה זו יושמה על עופרת החל מ-1678 ועל נחושת החל מ-1687. הטכנולוגיה יושמה גם לבית יציקת ברזל בשנות ה-90 של המאה ה-17 אבל במקרה כזה כבשן ההדף היה ידוע ככבשן אוויר.
בשנת 1709 אברהם דרבי הצליח להשתמש בקוק כדי להפעיל את תנור הרם שלו בקולברוקדייל. הברזל הגולמי שהוא ייצר מקוק לא התאים להכנת ברזל חשיל, אלא רק להכנת מוצרים מברזל יצוק כמו סירים וקומקומים. הסירים שנוצקו בתהליך שדרבי רשם עליו פטנט היו דקים יותר וזולים יותר מהסירים שיצרו מתחריו.
כמעט ולא נעשה שימוש בברזל גולמי שהוכן על ידי קוק ליצירת ברזל חשיל עד השנים 1755–1756, כשהבן של דרבי, אברהם דרבי השני, בנה כבשנים בהורסהיי ובקטליי, מקומות בהם היה זמין פחם דל בגופרית (והם לא היו רחוקים מקולברוקדייל). הכבשנים החדשים האלו, צוידו במפוחים מונעים במים, כאשר המים נשאבו לגובה בעזרת מנוע הקיטור של ניוקומן. המנועים לא חוברו ישירות לצילינדרי הניפוח מכיוון שהמנועים לבדם לא היו יכולים לייצר משב אוויר יציב. גם אברהם דרבי השלישי השתמש במפוחים מונעים במים שנשאבו בעזרת קיטור בחברת דייל, עליה הוא קיבל בעלות בשנת 1768. חברת דייל השתמשה במנועים לניקוז המכרות בבעלותה, וייצרה חלקי מנועים שנמכרו ברחבי המדינה.
השימוש במנועי קיטור הפך את השימוש בכבשנים בעלי נפח ולחץ גבוהים יותר לאפשרי. עם זאת, העור בו נעשה שימוש למפוחים היה יקר להחלפה. בשנת 1757 אמן הברזל ג'ון ווילקינסון רשם פטנט על מנוע ניפוח הידראולי לתנורי רם. צילינדר הניפוח לתנורי רם הומצא בשנת 1760, וצילינדר הניפוח שעוצב על ידי ג'ון סמיטון והוצב בקרינגטון בשנת 1768 נחשב לצילינדר הניפוח הראשון העשוי מברזל יצוק. צילינדרים מברזל יצוק שנועדו לפעול עם בוכנה היו קשים לייצור: הצילינדר צריך להיות חלק וישר ללא חורים או עיוותים. בשנת 1774 ג'ון ווילקינסון, שבנה צילינדר ניפוח מברזל יציקה לצורך מפעל הברזל שלו, המציא מכונת קידוח מדויקת לצילינדרי קידוח. מנוע הקיטור הסיבובי, אותו המציא ג'יימס וואט ב-1782, נכנס לשימוש נרחב להפעלת מפוחים, פטישים, לערגול ולחיתוך.