Uma máquina a vapor consiste em uma máquina de combustão externa, que transforma a energia térmica de uma certa quantidade de água em energia mecânica. Este processo realiza-se em duas fases: a princípio produz-se o vapor de água, produto do aquecimento em caldeira completamente fechada, isto graças à queima de um combustível, seja carvão ou lenha.
O vapor pressurizado é então introduzido em um cilindro, empurrando o pistão em toda a sua extensão. Isso é feito usando um volante e um mecanismo de biela; isso pode se tornar um elemento rotativo. Agora, quando o êmbolo atinge o final do curso, ele retorna novamente à sua posição inicial, liberando assim o vapor d'água.
Máquinas a vapor foram muito populares durante a revolução industrial, o seu papel foi muito importante porque através deles poderia colocar -se máquinas e equipamentos diversos, como trens, motores marítimos, bombas, etc.
A importância desses dispositivos está na sua intervenção dentro do que foi a revolução industrial, pois mudou os rumos da história da civilização, já que com a fabricação dessas máquinas se conseguiu uma expansão econômica nunca vista na Inglaterra.
As primeiras locomotivas a vapor foram feitas no Egito por Heron de Alexandria. No entanto, muitos autores não conseguiram determinar a data exata em que as máquinas a vapor foram inventadas. A autoria dessas máquinas quis ser atribuída a muitos inventores, porém tudo foi em vão, já que a história de sua evolução foi repleta de nomes. Da máquina rudimentar de Heron à máquina moderna de James Watt, houve muitas melhorias para esses artefatos ao longo do tempo. Isso fez com que o projeto original fosse gradualmente substituído pelos atuais motores a vapor.
Os motores a vapor modernos têm a capacidade de transformar energia térmica em energia elétrica. As máquinas de hoje geram um fluxo constante de vapor de água e são conhecidas como "turbinas". É importante ressaltar que devido ao surgimento de outros recursos técnicos, atualmente as locomotivas a vapor são utilizadas apenas ocasionalmente ou como elemento complementar.