Da Newcomen begynte å utvikle sin maskin, gjorde han det fordi han var interessert i mulighetene for å bruke dampkraft til å pumpe vann opp av gruvene. Dette gjaldt særlig gruvene i Cornwall i Sør-England slik at de ikke skulle bli oversvømt. Før dampmaskinen ble vannpumpene drevet av hester, og dette ble vanskelig i gruvedriften. Lik Savery brukte Newcomen Papins ideer om å lage undertrykk i en sylinder. Systemet fungerer slik at tyngden av pumpesystemet trekker stempelet opp. Samtidig fylles sylinderen under stempelet med damp. Når stempelet når sitt toppunkt, slippes det vann inn i sylinderen. Derved kondenseres dampen og trykket i sylinderen faller. Det utvendige atmosfæretrykk presser derved stempelet ned og samtidig gir arbeidsslag til pumpa. Når stempelet når bunnen, slippes kondensvannet ut og syklusen repeteres. Thomas var 23 år da han oppfant dampmaskinen. Han døde 66 år gammel.