מרבית הממציאים הבריטים של מנועי הקיטור כגון תומאס ניוקומן ותומאס סייוורי (מנוע הקיטור המודרני), ג'יימס ואט (שכלול מנוע הקיטור של ניוקומן), ריצ'רד טרוויתיק (מנוע הקיטור בלחץ גבוה), ג'ורג' סטיבנסון (רכבת הקיטור הראשונה) ובנו רוברט סטיבנסון רשמו את המנועים שפיתחו כפטנט, מה שאיפשר להם להרוויח מהפטנט בהתאם להצלחתו במשך תקופת זמן קצובה ודחף יזמים ומשקיעים נוספים להשקיע בתחום.
בנוסף בין השנים 1604 ל-1800 הוביל הפרלמנט הבריטי את תקנות הגידור תוך כדי המרת מיליוני האקר של אדמה חקלאית לידיים פרטיות, מה שהוביל ביחד גורמים נוספים את מהפכת החקלאות הבריטית לקיטון בכוח העבודה הדרוש לסקטור החקלאי וגידול בכוח העבודה הזמין לסקטור התעשייה מה שהיווה גורם מרכזי בהתפתחות תעשייתית, במיוחד תעשיית הפחם.
גורם נוסף ולא פחות משמעותי היה התפתחות של רעיון החברה בערבון מוגבל, שהתפתח במאה ה-17 עבור מונופולים שהוכרו בצ'רטר מלכותי או חקיקה פרטית של הפרלמנט והורחב באמצע המאה ה-19 לחברות כלליות, מה שאיפשר ניהול וגידור סיכונים יעיל בידי משקיעים על ידי השקעה במניות חברה ללא הסיכון שהיה קיים בהשקעה בעסקים פרטיים ביצירת הפסדים וחובות שיכבידו על המשקיעים. מרכז העסקים הבריטי התנהל בזמן המהפכה התעשייתית בבורסה של לונדון שהוקמה ב-1801.
ממציאים רבים כגון ג'ורג' ובנו רוברט סטיבנסון, יזמים הבולטים ביותר באותן שנים בבריטניה בפיתוח רכבות הקיטור, השיגו את מרבית ההון הדרוש לפיתוחם דרך רישום פטנטים על המצאתם והנפקת מניות ואיגרות חוב למשקיעים, בפרט במקרה זה על ידי יסוד שנוסדה ב-1823 והייתה הראשונה בפיתוח מסילות רכבת ורכבות מונעות קיטור בקנה מידה תעשייתי.
התפתחות טכנולוגית.
שיפורים בקצב הייצור.
תחילת המהפכה התעשייתית הייתה קשורה למספר קטן של המצאות שהומצאו החל מהמחצית השנייה של המאה ה-18. עד שנות ה-30 של המאה ה-19 הושגו במספר טכנולוגיות מרכזיות השיפורים הבאים:
תעשיית הטקסטיל.
סטטיסטיקות של תעשיית הטקסטיל הבריטית.
בשנת 1750 בריטניה ייבאה 2.5 מיליון פאונד (כ-1.1 מיליון ק"ג) של כותנה גולמית, שרובה נטוותה ונארגה בתעשייה ביתית בלנקשייר. העבודה נעשתה באופן ידני בבתי הפועלים או לעיתים בסדנאות של האורגים המומחים. בשנת 1787 צריכת הכותנה הגולמית הגיעה ל-22 מיליון פאונד (כ-10 מיליון ק"ג) כאשר רובה נוקתה, נופטה ונטוותה באופן מכני. תעשיית הטקסטיל הבריטית השתמשה ב-52 מיליון פאונד (כ-24 מיליון ק"ג) של כותנה בשנת 1800, שגדלו ל-588 מיליון פאונד בשנת 1850.
החלק של הערך המוסף על ידי תעשיית הכותנה בבריטניה עמד על 2.6% בשנת 1760, על 17% ב-1801 ועל 22.4% ב-1831. הערך המוסף לתעשיית הצמר הבריטית היה 14.1% ב-1801. מספר מפעלי הכותנה בבריטניה הוערך בקירוב ב-900 ב-1797. ב-1760 כשליש מבגדי הכותנה בבריטניה יוצאו, מספר שעלה לכשני שלישים ב-1800. בשנת 1781 הכותנה הטווייה בבריטניה הסתכמה ב-5.1 מיליון פאונד (כ-2.3 מיליון ק"ג), שעלו ל-56 מיליון פאונד (25 מיליון ק"ג) ב-1800. בשנת 1788 היו 50,000 פלכים בבריטניה, וכעבור 30 שנה מספרם עלה ל-7 מיליון.
המשכורות בלנקשייר, אזור ליבה של תעשייה ביתית ומאוחר יותר של מפעלי טווייה ואריגה, היו גבוהות בערך פי שישה מאשר המשכורות המקבילות בהודו של 1770, כאשר הפריון הכולל של בריטניה באותה תקופה היה גבוה פי שלושה בערך מאשר בהודו.
ייצור כותנה לפני המהפכה התעשייתית.
לחלקים מהודו, סין, מרכז אמריקה, דרום אמריקה והמזרח התיכון יש היסטוריה ארוכה של ייצור טקסטיל מכותנה באופן ידני, שנהפך לענף תעשייה מרכזי זמן מה לאחר 1000 לספירה. בהודו חלק משמעותי מבדי הכותנה יוצר לשווקים מרוחקים, ונארג בדרך כלל על ידי אורגים מומחים. בעקבות עידן התגליות, החל מסחר נרחב של בדי כותנה, שהייתה חומר גלם קשה להשגה באירופה, בין הודו למדינות אירופה השונות, שעד אז היו זמינים בהן צמר ופשתן בלבד.
מגלי ארצות ספרדים מוקדמים גילו שהאינדיאנים מגדלים זנים לא ידועים של כותנה מאיכות מעולה: כותנת אי הים וכותנת הרמות. כותנת אי הים גדלה באזורים טרופיים ובאיים הסמוכים לקרוליינה וג'ורג'יה, אבל גדלה גרוע בפנים הארץ. כותנת הרמות גדלה היטב באזורים הפנימיים של ארצות הברית, אבל גידולה לא היה כלכלי בגלל הקושי להפריד את הזרעים מהסיבים.
החל מימי הביניים היו באירופה, ובכלל זה בבריטניה, ניסיונות לטווייה ואריגה של כותנה. הביגוד הבריטי לא היה יכול להתחרות בביגוד ההודי מכיוון שעלות כוח העבודה ההודי הייתה בערך רבע או שישית מעלות כוח העבודה הבריטי. ב-1700 ו-1721 העביר השלטון הבריטי את חוקי קליקו במטרה להגן על תעשיות האריגה והטווייה המקומיות מהכמות הגוברת של אריגי כותנה שמיובאים מהודו. למרות טווית הכותנה האירופית ויבוא הכותנה מהודו כמות הכותנה הנסחרת במערב אירופה הייתה שולית עד תחילת המאה ה-19.
הצורך באריגים כבדים יותר נענה על ידי תעשייה ביתית באזור לנקשייר שייצרה פוסטיאן, בגד עם שתי מפשתן וערב מכותנה. פשתן שימש בתור שתי היות שלכותנה לא היה החוזק הנדרש, אבל התוצאה המשולבת לא הייתה רכה כמו כותנה והייתה קשה יותר לתפירה.
ערב המהפכה התעשייתית, טווייה ואריגה נעשו במשקי בית, לצריכה פנימית וכתעשייה ביתית כחלק ממערכת של קבלנות משנה. לעיתים העבודה נעשתה בסדנאות של אורג מומחה. במסגרת מערכת קבלנות המשנה, פועלים ביתיים ייצרו תחת חוזה עם סוחרים, שלעיתים קרובות סיפקו את חומרי הגלם. בעונות מתות הנשים, בדרך כלל נשות האיכרים טוו את החוטים והגברים ארגו את הבד. לפי הערכות שונות, בעזרת גלגל הטווייה נדרשו שלושה עד שמונה טווים כדי לספק חוטים לאורג אחד עם נול ידני.
המצאת מכונות הטקסטיל.
הבוכייר המעופף, עליו רשם ג'ון קאי פטנט בשנת 1733, הוא מנגנון המכיל מסילה צרה וארוכה, עליה הבוכייר (כלי המכיל בתוכו סליל עם חוט הערב) עובר בין חוטי השתי, ופטישים קטנים המניעים את הבוכייר מצד אחד של הנול לצד השני. הבוכייר, שקיבל מספר שכלולים בשנים הבאות כולל אחד חשוב בשנת 1747, הכפיל את התפוקה של האורגים, והחמיר את חוסר האיזון בין הטווייה לאריגה. הוא נכנס לשימוש רחב באזור לנקשייר אחרי 1760 כאשר הבן של ג'ון, רוברט, המציא את תיבת ההפלה (drop box), שהקלה על חילוף צבעי החוטים.
לואיס פול רשם פטנט על מכבש הטווייה (ב-1738) ועל מערכת דילוג וסליל (flyer and bobbin) כדי ליצור חוטי צמר בעובי גדול יותר. הוא פיתח את הטכנולוגיה בעזרת ג'ון וויאט בברמינגהם. פול וויאט הקימו מפעל בברמינגהם בו הם השתמשו בחמור כדי להפעיל את מכונת הכבישה שלהם. בשנת 1743 הוקם מפעל בנורת'המפטון עם 50 פלכים על כל אחת מחמש המכונות של פול וויאט, המפעל פעל עד 1764 בערך. מפעל דומה הוקם על ידי דניאל בורן בליאומינסטר, אך נשרף. לואיס פול ודניאל בורן רשמו שניהם פטנט על מכונות ניפוץ בשנת 1748. בהמצאה, שהתבססה על שתי מערכות של מכבשים שנעים במהירויות שונות, נעשה שימוש מאוחר יותר במפעל טווית הכותנה הראשון. ההמצאה של פול פותחה ושוכללה מאוחר יותר על ידי ריצ'רד ארקרייט, שהמציא את מכונת המים ועל ידי סמואל קרומפטון, שהמציא את פרד הטווייה.
בשנת 1764, בכפר סטנהיל בנפת לנקשייר, ג'יימס הרגריבס המציא את ג'ני הטווה, ורשם עליה פטנט בשנת 1770. זאת הייתה מכונת הטווייה המעשית הראשונה עם מספר פלכים. ג'ני פעלה בצורה דומה לגלגל טווייה, כאשר בהתחלה היא הידקה את הסיב ואז מתחה אותו תוך כדי פיתול. זו הייתה מכונת עץ פשוטה נתונה במסגרת, שעלתה רק כ-6 ליש"ט עבור מודל של 40 פלכים ב-1792, ונעשה בה שימוש בעיקר לטווייה ביתית. ג'ני הטווה ייצרה חוטים מפותלים קלות שהתאימו רק לשימוש כערב, לא כשתי.
מכונת הטוויה, או מכונת המים, יוצרה על ידי ריצ'רד ארקרייט, שרשם עליה פטנט יחד עם עוד שני שותפים ב-1769. לפי אחת הגרסאות, העיצוב שלה התבסס באופן חלקי על מכונת הטווייה שנבנתה עבור תומאס הייס על ידי השען ג'ון קאי (לא לבלבל עם ג'ון קאי ממציא הבוכייר המעופף),שהועסק (מאוחר יותר) על ידי ארקרייט. עבור כל פלך, מכונת המים השתמשה בסדרה של ארבעה זוגות של מכבשים שכל אחד מהם פעל במהירות גבוהה יותר מקודמו, כדי למתוח את הסיב לפני שהוא מפותל על ידי הפלך. המרווח בין המכבשים היה גדול מעט יותר מאורך החוט. מרווח קטן מדי יכול לגרום לסיב להיקרע ואילו מרווח גדול מדי יכול ליצור חוט לא אחיד. המכבשים העליונים כוסו בעור והעומס על המכבשים מומש בעזרת משקל. המשקל שמר על הפיתול של החוט מלהתפשט למאחורי המכבשים. המכבשים התחתונים היו עשויים עץ ומתכת, עם חריץ לאורך מיקום הסיב. מכונת המים ייצרה חוט חזק בעלות בינונית שמתאים לשמש כשתי, דבר שאפשר לראשונה לייצר בגדים מ-100% כותנה בבריטניה. המפעל הראשון שהשתמש במכונת הטווייה הופעל על ידי סוסים. ארקרייט ושותפיו השתמשו בכוח המים, שנתן להמצאה את שמה, במפעל בקרומפורד, דרבישייר, בשנת 1771.
סמואל קרומפטון המציא את פרד הטוויה בשנת 1779. הוא קרא לו כך כי המכונה הייתה מעין הכלאה בין ג'ני הטווה לבין מכונת המים. ב"פרד" הסיבים הגולמיים הוחזקו בסלילים הנמצאים במסגרת קבועה, וחוברו דרך מכבשים לפלכים, שנמצאו על עגלה מקבילה שהתקרבה והתרחקה מהמסגרת. כאשר העגלה התרחקה, הסיבים נמתחו והתפתלו בעזרת המכבשים, וכאשר העגלה התקרבה הסיבים הודקו והפלכים הסתובבו כדי לאסוף את החוטים שנטוו זה עתה. הפרד של קרומפטון היה מסוגל לייצר חוטים מעודנים יותר מאשר טווייה ידנית ובמחיר זול יותר. חוטים שיוצרו על ידי הפרד היו בעלי חוזק מתאים לשמש כשתי ולבסוף אפשרו לבריטניה לייצר אריגים תחרותיים בכמות גדולה.