Les moteurs à vapeur exploitent la puissance de la vapeur pour faire fonctionner des machines. Dans sa forme la plus simple, une machine à vapeur possède un compartiment qui brûle du charbon. La chaleur du feu qui en résulte est utilisée pour transformer l'eau en vapeur dans une chaudière. Au lieu de s'échapper librement dans l'atmosphère, la vapeur est dirigée par des tuyaux dans un cylindre. La pression dans le moteur provoque la dilatation de la vapeur ; ce faisant, elle pousse un piston, convertissant l'énergie thermique en travail. Le piston est relié à une manivelle fixée à un volant d'inertie. Lorsque le piston se déplace, la manivelle produit un mouvement de rotation qui peut être utilisé pour faire fonctionner de nombreux types de machines, des équipements textiles aux automobiles.