I 1759 gjorde Watts venn, John Robison, ham oppmerksom på bruken av vanndamp som en kilde for å drive en motor. Designet på Newcomen-maskinen, som hadde vært i bruk i bortimot femti år med å pumpe vann fra gruver, hadde knapt endret seg fra sin første utførelse. Watt begynte å eksperimentere med damp, selv om han aldri hadde sett en damp­maskin i virksomhet. Han forsøkte å konstruere en modell. Den virket ikke, men han fortsatte sine eksperimenter og leste alt han kom over om emnet. Han forsto betydningen av latent varme i forståelsen av motoren, noe som hans venn Joseph Black hadde oppdaget noen år tidligere, men det var ukjent for Watt. Forståelsen av damp­maskinen var i et meget primitiv stadium, ettersom vitenskapen om termodynamikk først ble utviklet på 1800-tallet.