O motor a vapor criou a base para a industrialização. Em apenas alguns anos ele se tornou a força de trabalho nas fábricas e minas.

Um dos primeiros motores de pistão foi desenvolvido pelo físico francês Denis Papin em 1690. Esta pequena invenção consistia de um cilindro que ao mesmo tempo servia como um boiler, movido principalmente a ar, em vez de pressão a vapor. No final do século XVII, engenheiros como o Marquês de Worcester e Thomas Savery também construíram alguns dos primeiros motores a vapor. O motor de Savery foi usado como bomba para drenar água dos túneis de minas.

Em 1705 o inglês Thomas Newsomen desenvolveu os primeiros motores a vapor realmente eficazes com um boiler a vapor, cilindro e pistão. Neste chamado motor de viga, uma grande viga balançava para cima e para baixo, transferindo a energia do pistão que movia dentro do cilindro. Quando o pistão se levantava, o vapor entrava no cilindro e condensava; a pressão do ar forçava o pistão a descer novamente.

O engenheiro escocês James Watt aprimorou a construção de Newcomen que não tinha um custo efetivo devido à perda de calor. Ele então foi considerado o pai do motor a vapor moderno. O primeiro avanço importante de sua autoria foi a construção de um motor com um espaço separado para condensar o vapor. Essa construção, que foi patenteada em 1769, melhorou a eficiência consideravelmente. A perda de vapor resultante do aquecimento e esfriamento do cilindro foi praticamente eliminada com este motor.

O uso de água a vapor em vez de pressão de ar nos motores de Watt também fez uma diferença fundamental. Mais tarde, Watt inventou um procedimento onde o pistão se movia para frente e para trás em um motor podendo mover um volante giratório. Ele alcançou isto primeiro com um sistema de roda dentada e mais tarde com um virabrequim. Watt ainda equipou seus motores com válvulas de estrangulamento para regular a velocidade. Ele atingiu uma velocidade constante de operação com a ajuda de governadores.

No início do século XIX, o engenheiro britânico, Richard Trevithick, e inventor americano Oliver Evans construíram o primeiro motor a vapor de alta pressão. Trevithick usou seu modelo para dar potência a primeira locomotiva a vapor do mundo.