所谓热机，就是一种将热能转换为机械能的机器。十八世纪的工业革命，有力地推动了生产力的发展和社会的进步，科技方面的成就也是空前辉煌的。力学、热学、电磁学、光学及数学都有丰硕的成果。特别是蒸汽机的发明和应用，直接促进了热机理论的研究。
你一定听过“瓦特和水壶”的故事：据说瓦特小时候有一次看到火炉上烧的水开了，蒸汽把水壶盖顶开，瓦特把壶盖放回去但很快又被顶开了。瓦特就这样不断地把壶盖放来放去想找出为什么，后来瓦特意识到是蒸汽的力量，由此引发了他对蒸汽的兴趣并导致了蒸汽机的发明。
詹姆斯·瓦特（JamesWatt）
但其实，历史上发明蒸汽机的人并不是瓦特。17世纪，由于采矿工业的发展，英国人萨佛里于年制成用于矿井抽水的蒸汽水泵，被称为“矿工之友"。18世纪中叶，瓦特在布莱克关于潜热与比热理论的启发下，于年在纽可门蒸汽机中加了一个与汽缸分离的冷凝器，从而避免了汽缸冷却时消耗许多蒸汽的热，大大提高了机器效率，节省了燃料与时间。年瓦特又制成两台蒸汽机开始运行，经过瓦特改进后的蒸汽机被广泛应用，到19世纪初，蒸汽机已普遍在矿山和纺织工业中采用。
瓦特思考如何解决纽可门蒸汽机的问题在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于年,经过不断改进，至年，美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙”号。此后，蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久。年，英国的特里维西克设计了可安装在较大车体上的高压蒸汽机。年，他把它用来推动在一条环形轨道上开动的机车，找来喜欢新奇玩意儿的人乘坐，向他们收费，这就是机车的雏型。英国的史蒂芬孙将机车不断改进，于年创造了“火箭”号蒸汽机车，该机车拖带一节载有30位乘客的车厢，时速达46公里/时，引起了各国的重视，开创了铁路时代。
瓦特改良的蒸汽机瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展，他使原来只能提水的机械，成为了可以普遍应用的蒸汽机，并使蒸汽机的热效率成倍提高，煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽机的改良者。
年，法国工程师德罗夏在本国科学家卡诺研究热力学的基础上，提出了四冲程内燃机工作原理：活塞下移、进燃料；活塞上移，压缩气体；点火，气体迅速燃烧膨胀，活塞下移做功；活塞上移，排除废气。四个冲程周而复始，推动机器不停运转。德罗夏只是天才地提出了四冲程的内燃机理论，而将这一理论变为现实的是德国发明家奥托。年，他设计了一台四冲程内燃机。它具有体积小、转速快等优点。后来这种机械常常用汽油作燃料，所以叫做汽油机。它常应用在汽车、飞机、摩托车和小型农业机械上。随后提出了压燃式内燃机原理，年制造出以柴油为燃料的柴油机。
四冲程内燃机工作原理
19世纪末，随着电力工业的发展，中心发电站迅速兴起。汽轮机因之产生和发展。20世纪初，美国的柯蒂斯制成多个速度级的汽轮机，改进了性能，并一直使用到现在。燃气轮机是发展较晚的热机。
