James Watt munkájának alapjai
1687-ben Denis Papin találta fel a légnyomásos dugattyús gőzgép működési elvét, és haladéktalanul nekilátott egy kisérleti modell megszerkesztéséhez. 6,5 cm átmérőjű hengerbe vizet töltött, majd dugattyút illesztett fölé és a készüléket melegíteni kezdte. Amikor a víz forrni kezdett, a keletkező gőz felnyomta a dugattyút a függőleges hengerben. Ekkor rögzítette a dugattyúrudat, és egy kis szelepen át kiengedte a fölösleges gőzt a hengerből. Így a dugattyú fölött egy atmoszféra nyomású levegő, a dugattyú alatt egy atmoszféra nyomású gőz helyezkedett el.
Papin lezárta a szelepet, és türelmesen várt, amíg a henger kihűl, és a gőz lecsapódik benne. A dugattyú alatt nemsokára vákuum keletkezett. Ekkor a professzor kihúzta a dugattyú rögzítőszegét, és a légnyomás abban a pillanatban lenyomta a dugattyút a henger fenekére.
Nem tűnt el Papinnal együtt a dugattyús gőzgép eszméje: 1712-ben Birminghamtől tíz mérfölddel nyugatabbra, a híres Dudley Ten yard egyik bányájában különös gőzgép kezdte meg munkáját: bizonyos Thomas Newcomen úr alkotása.
Erről a zseniális feltalálóról ma is alig tudunk valamit. Annyi bizonyos, hogy tanult vasműves volt, és gyakran megfordult a Tyne folyó környéki bányákban üzleti okokból. Minden jel szerint legalább tíz éven át dolgozott gőzgépén. Mérnöki szempontból nagyszerű gépezetet alkotott, de minthogy szerkezetét nem védte szabadalom, bárki tetszés szerint utánozhatta. Thomas Newcomen gépe az első valódi légnyomásos gőzgép volt. 1719-ben, amikor a művelt angol polgárok lelkesen vásárolták Defoe úr könyvét, amelyben az író Robinson Crusoe különös kalandjait mesélte el, a bányatulajdonosokat nemigen kerítette hatalmába a távoli sziget romantikája. Sokkal inkább egy-egy új Newcomen-gőzgép vásárlásán törték a fejüket. 1759-ben Skóciában a glasgow-i egyetem egyik diákja, John Robison megismerkedett az egyetem alagsori műhelyében egy különös technikussal. Találkozásukra késöbb így emlékezett: "egy iparost láttam magam előtt, nem is vártam többet, de ehelyett meglepetésemre egy filozófust találtam, velem egykorú, aki mindig kész volt tanácsokkkal ellátni."
Ennek a sovány, sápadt, szomrú szemű "iparos"-nak a neve James Watt volt. A 23 éves fiatalember figyelmesen hallgatta Robisont, amint lelkesen ecseteli, hogy a vízszivattyúzáson kívül miért ne lehetne a gőz erejét mindenféle gépek, sőt járművek mozgatásásra használni. Watt érdeklődése ekkor fordult a gőz különös tulajdonságai felé.