所謂熱機，就是一種將熱能轉換為機械能的機器。十八世紀的工業革命，有力地推動了生產力的發展和社會的進步，科技方面的成就也是空前輝煌的。力學、熱學、電磁學、光學及數學都有豐碩的成果。特別是蒸汽機的發明和應用，直接促進了熱機理論的研究。
你一定聽過“瓦特和水壺”的故事：據說瓦特小時候有一次看到火爐上燒的水開了，蒸汽把水壺蓋頂開，瓦特把壺蓋放回去但很快又被頂開了。瓦特就這樣不斷地把壺蓋放來放去想找出為什麼，後來瓦特意識到是蒸汽的力量，由此引發了他對蒸汽的興趣並導致了蒸汽機的發明。
詹姆斯·瓦特（James Watt）
但其實，歷史上發明蒸汽機的人並不是瓦特。17世紀，由於採礦工業的發展，英國人薩佛裡於1698年製成用於礦井抽水的蒸汽水泵，被稱為“礦工之友\"。18世紀中葉，瓦特在布萊克關於潛熱與比熱理論的啟發下，於1765年在紐可門蒸汽機中加了一個與汽缸分離的冷凝器，從而避免了汽缸冷卻時消耗許多蒸汽的熱，大大提高了機器效率，節省了燃料與時間。1776年瓦特又製成兩臺蒸汽機開始執行，經過瓦特改進後的蒸汽機被廣泛應用，到19世紀初，蒸汽機已普遍在礦山和紡織工業中採用。
瓦特思考如何解決紐可門蒸汽機的問題
在船舶上採用蒸汽機作為推進動力的實驗始於1776年,經過不斷改進，至1807年，美國的富爾頓製成了第一艘實用的明輪推進的蒸汽機船“克萊蒙”號。此後，蒸汽機在船舶上作為推進動力歷百餘年之久。1800年，英國的特里維西克設計了可安裝在較大車體上的高壓蒸汽機。1803年，他把它用來推動在一條環形軌道上開動的機車，找來喜歡新奇玩意兒的人乘坐，向他們收費，這就是機車的雛型。英國的史蒂芬孫將機車不斷改進，於1829年創造了“火箭”號蒸汽機車，該機車拖帶一節載有30位乘客的車廂，時速達46公里\/時，引起了各國的重視，開創了鐵路時代。
瓦特改良的蒸汽機
瓦特的創造性工作使蒸汽機迅速地發展，他使原來只能提水的機械，成為了可以普遍應用的蒸汽機，並使蒸汽機的熱效率成倍提高，煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽機的改良者。
1862年，法國工程師德羅夏在本國科學家卡諾研究熱力學的基礎上，提出了四衝程內燃機工作原理：活塞下移、進燃料；活塞上移，壓縮氣體；點火，氣體迅速燃燒膨脹，活塞下移做功；活塞上移，排除廢氣。四個衝程週而復始，推動機器不停運轉。德羅夏只是天才地提出了四衝程的內燃機理論，而將這一理論變為現實的是德國發明家奧托。1876年，他設計了一臺四衝程內燃機。它具有體積小、轉速快等優點。後來這種機械常常用汽油作燃料，所以叫做汽油機。它常應用在汽車、飛機、摩托車和小型農業機械上。隨後提出了壓燃式內燃機原理，1897年製造出以柴油為燃料的柴油機。
四衝程內燃機工作原理
19世紀末，隨著電力工業的發展，中心發電站迅速興起。汽輪機因之產生和發展。20世紀初，美國的柯蒂斯製成多個速度級的汽輪機，改進了效能，並一直使用到現在。燃氣輪機是發展較晚的熱機。
