英国科技史家贝尔纳认为：“萨弗里的发动机工作起来有不少实际缺点，但它主要的价值乃在于表明用蒸汽动力提水这个问题是能够付诸实践的。”因为，不管怎样，当时萨弗里的蒸汽机确实被有的矿业主所采用，是首先将蒸汽机实际应用于生产并走向社会的发明。而且，从萨弗里的申请中我们可以看到，萨弗里当时已经预见到应用蒸汽机的重要性和可能性；而且认识到采用这种动力去干繁重而又连续不断的工作，对于抽干矿井中不断涌出的地下水来说，具有多么大的优越性，这都是一种很了不起的思想。
由于萨弗里的蒸汽机具有不少缺点，例如它动作缓慢，抽提水的高度和数量有限，还需要人在那里不断地定时启闭阀门；而且既没有压力计来测量锅炉里的压力，又没有调节装置例如减压阀之类来减少压力，因而存在着实际的爆炸危险性，所以它的推广有限，这种状态势必激励着其他的人来对蒸汽机进行创新、改良。成果之一，就是导致了纽科门蒸汽机的出现。
纽科门出生于1663年，是一位小五金商和铁匠，一般都认为他没有受过专门的教育。根据曾以对蒸汽机有过研究的罗比森的记载，说纽科门在发明研制他的蒸汽机的过程中，在1702年前后，他曾经和当时英国的物理学家胡克通信，讨论是否可以根据帕潘提出的蒸汽冷凝以后可以形成真空的理论，利用它与大气压力的压力差这个特性，将它作为一种获得动力的手段。据说胡克曾经回信告诉纽科门说：“如果你能在你的第二汽缸中造成快速真空，
那你就大功告成了。”
但据考证认为，除了罗比森曾经有过这样一段记载以外，在其他人的著作中都没能再找到关于胡克曾经对纽科门的发明进行过讨论的根据，也就是说，在当时的英国史学界，一般不大愿意承认或相信作为铁匠出身的纽科门，他的发明与曾经作为大科学家的胡克之间，有过什么交往。
尽管如此，纽科门还是和他的朋友卡尔合作，于1705年或1706年发明了他自己的蒸汽机。卡尔也只不过是一名小制造商和装配玻璃的工人，但也有人认为他是一个小农场主。总之，他也是当时在社会上不受重视的未曾受过正规教育的手艺人。纽科门设计的蒸汽机比萨弗里的更简单，从原理上看，是这样的锅炉B与汽缸C相通连，汽缸上面有一个活塞P在动作，活塞P是杠杆D的一端，当汽缸里的蒸汽膨胀时，推动活塞P上升，使杠杆D的另一端R下降，R下面连接有重量的平衡锤N，N挤压着水泵上的活塞P1下降；当汽缸里的蒸汽冷凝成为真空时，大气压力就会推动活塞P下降，它就带动着杠杆D的R将平衡锤N提起，使地下水被大气压力挤压着，冲开活塞P1涌入水泵。这样，只要连接着锅炉的汽缸不断充汽、冷凝，它的活塞P就会不断地上下往复，成为有节律的运动，抽水机也就连续不断地工作了。
纽科门蒸汽机发明之初，的确也表现出是一种制作工艺相当粗糙而且简陋的机型，由于不具备对机器零部件进行精密加工的设备，活塞与汽缸彼此间本应要求它是紧密吻合的，但达不到这种要求，相互间留着相当大的空隙，工作时只有靠水覆盖着才能达到密闭的要求；而用冷水浇灌汽缸使里面的蒸汽冷凝，由于冷却的温度不够，也未能获得理想的、完全的真空，特别恼人的是，安装在汽缸与锅炉通道上的那个龙头，每隔七八分钟就需要人去开关一次，十分繁琐等等，都是不可否认的缺陷。再就发明的原理看，萨弗里是同时利用了蒸汽的张力和大气的压力，而纽科门没有利用蒸汽的张力，只是利用蒸汽经过冷凝而使气缸产生真空这一特点。所以有人认为，严格地说，纽科门设计的蒸汽机，取名为气压机会更贴切些。由于这样一些不足之处，加上纽科门和卡尔两人都出身寒微，所以科学家对他们的发明并没有给以高的评价，但这并不影响他们取得了事实上的成功。从1711年起，纽科门已经建立了自己的生产蒸汽机的公司，公司的名字叫“用火使水升高的发明权所有人公司”。
由于纽科门蒸汽机只是利用低压锅炉的汽缸在冷凝时所形成的真空（低压），而没有利用蒸汽的张力，所以不需要像萨弗里的蒸汽机那样，将机器建在矿井下，也不需要很多的照管，已经具有较大优越性；再说，没有利用蒸汽的张力，这点虽可认为是一不足之处，但在当时的条件下，它却不必担心由于蒸汽压力而使锅炉爆炸的危险，又具有可以确保安全生产的另一大优点。
这几点优点综合起来，使纽科门蒸汽机很快在矿业界被推广，不但在英国被采用，在欧洲大陆的其他国家也有采用的。因为一台纽科门蒸汽机所抽的水，等于50匹马所做的工作，蒸汽机不需要像马那样喂饲料、照管，所以费用只需用马抽水的1/6。后来，纽科门蒸汽机不但成为矿业主的宠物，而且在运河边也用它给蓄水池和水闸供水，在城市用它供给饮用水。纽科门的蒸汽机一直被使用了半个多世纪，大约有数百个左右的英国矿井采用了这种抽水机。纽科门虽然没能在科学原理上有什么贡献，但是他利用几条简单的原理，利用原始的工具，凭着他的技能和才智，制造出了一种机器设备，它能成功地代替人力或畜力去完成繁重的工作，这种工作是以往采用过的各种动力都无法完成的，这恰恰是手艺人（工匠）的灵巧的手所作出的杰出的创造，是仅仅在理论上有一套而缺乏动手能力进行实践的科学家所不及的。
尽管纽科门蒸汽机还存在着这样那样的缺点或不足之处，但它毕竟是蒸汽机发展过程中一个重要的转折点。正是由于纽科门蒸汽机的出现，蒸汽机才真正在社会工业生产中展现出它那巨大的推动力量。至于说到蒸汽机在理论上和实践上都取得重大突破，这个问题，要等到将近半个世纪以后，由瓦特对它进行深入的研究，并和当时的物理学家进行探讨以后，才发生了根本性的变化。
纽科门蒸汽机一直在社会上使用了半个世纪，而且制造了数百台投入生产，但是，总的结构却始终没有发生什么变化，它的发明人和经纪人纽科门，也没再对它有进一步的改革创新，这倒真有点如有的科技史家所分析的那样，是因为科学和科学家没有进入这一领域加以探讨的缘故。
历史进入18世纪中叶，将科学和科学家带入蒸汽机领域的，就是后来被大家所公认的蒸汽机发明家瓦特。需要正式加以澄清的是，瓦特发明蒸汽机决不像传说中说的看见壶盖被
蒸汽冲动而产生发明灵感那么简单。而且我们已经从前面的故事中看到，瓦特蒸汽机决不是属于他独自一人的发明。
现在我们就要讲到瓦特和蒸汽机发生接触的正题。瓦特在格拉斯哥大学正式挂起了修理仪器的招牌以后，陆续送来修理的教学仪器和模型不少。有一天，瓦特接到一台蒸汽机模型请他修理，它就是纽科门蒸汽机模型。这可真叫瓦特喜出望外。
这是因为，瓦特进入格拉斯哥大学以后，结识了不少学者，接触了不少科学的仪器，他的知识领域大大丰富，他的眼界也大大开拓了。特别是他在进入格拉斯哥大学以前就结识了年轻的大学朋友罗比森——他现在已读硕士学位了，罗比森给了他不少帮助。罗比森和瓦特谈起过蒸汽机，谈到人们已经实现了用蒸汽力代替人力、畜力做工的愿望，也谈到蒸汽力的应用将有远大的前景。罗比森认为，蒸汽机不仅只用来提水，还可以安装在工厂中带动织布机，甚至也许应该将它装在车子上让它推动车轮转动。这一切都使深爱仪器和模型的瓦特产生了强烈的兴趣，他从罗比森那儿借到了不少关于蒸汽机的图纸和资料进行琢磨。这种探讨从1759年起就开始了。可惜他一直没能真正看到纽科门蒸汽机——看到它的结构以及它是如何工作的。
1763年，瓦特终于得到了这个机会：格拉斯哥大学有一台教学用的纽科门蒸汽机坏了，虽然曾经把送到伦敦去找名匠修理过，可取回来后不久又不运转了，于是送给瓦特修理。这下子瓦特可高兴了。他终于见到了真实的蒸汽机，而且可以将它拆开来仔细看个究竟，再装配起来看它怎样工作。
在修理的实践过程中，瓦特发现纽科门蒸汽机并不像他渴望和仰慕已久的蒸汽机那样完美，而存着不少明显的缺点。比如说，纽科门蒸汽机并不符合蒸汽机这个名称，因为它并没有利用蒸汽的张力，就像萨弗里蒸汽机那样；它仅只利用了气压的压差，严格地说，还不如叫气压机更名实相符些。瓦特认为，如果已经烧出了那么多的蒸汽而让张力白白散失，仅仅只利用了它的气压差，这未免太“大材小用”，也未免太浪费了，因为蒸汽本身的力量几乎是无可限量的呀！
又比如，瓦特发现，纽科门蒸汽机也太费燃料了。他对这种蒸汽机产生的蒸汽之大和工作汽缸之小的不成比例，感到惊奇，根据自己已经懂得的知识，进行了大量的试验和计算，发现用煤烧出的蒸汽，仅仅只有1/4用在做功上，而那3/4却白白浪费了。造成这种浪费的症结在什么地方呢？瓦特向罗比森提出了自己的问题，罗比森带瓦特去请教了格拉斯哥大学的布莱克教授。布莱克是化学教授，但却对热的研究很感兴趣。布莱克教授在当时最著名的发现是“潜热”理论，而对瓦特思想难题最大的理论启发，也正是来自潜热理论。
布莱克教授的“潜热理论”指出：当物质从一种状态转到另一种状态的过程中，需要吸收或放出热量。比如说，当100℃水转变为100℃的蒸汽，虽然同是100℃的温度，但100℃的水必需再吸收足够的热量才能转变为100℃的蒸汽，而当100℃的蒸汽重新冷凝为100℃的水时，又需要将在汽化时所吸收的热重新释放出去，为了使蒸汽放热就需要在汽缸外面浇泼很多的冷水。
水变成蒸汽所需吸收的热和蒸汽冷凝所需释放的热，都被称做“潜热”。布莱克和瓦特讨论了纽科门蒸汽机费燃料多而做功少的问题，认为用潜热的理论可以找出根本的原因。
瓦特很同意布莱克的见解，他从布莱克那儿出来，自己设计了一个较小的实验装置来检测，不久他去告诉布莱克，说他通过实验测量到，将开水变成水蒸汽所需的热为825（热度），这个实验结果和布莱克教授测出来的开水变成水蒸汽所需的热为810（热度）十分接近。
瓦特从布莱克的“潜热”理论中获得了启发：纽科门蒸汽机的要害就在那汽缸上面。它的汽缸既容纳从锅炉里喷出来的蒸汽，然而，当蒸汽注满以后，又要立即喷上冷水，使蒸汽冷凝才能产生真空利用气压的压差去推动杠杆。这样，汽缸一会儿需要加热到充满蒸汽的程度，一会儿又要浇凉到使蒸汽完全冷凝的程度，更何况将浇开的水加热成水蒸汽，还需要相当多的“潜热”，那当然得多烧很多的煤啦！再说，这样用冷水去浇汽缸而使蒸汽冷凝的方法，所得到的冷凝效果也是不充分的，原来那没有产生做功作用而白白烧掉的3/4的煤，都消耗在既作为汽缸，又完成冷凝功能，一物两用的汽缸兼冷凝器上面啦！
科学和科学家一旦进入蒸汽机的领域，果然使瓦特的认识得到了飞跃的突破：他需要解决的关键问题，原来是潜热消耗太多的矛盾，他需要的是循着这个思路，去找到解决这一矛盾的具体方法。
有什么办法能解决这个矛盾呢？这个问题日夜萦绕在瓦特的脑际。1763的5月的一个星期天的早晨，瓦特在格拉斯哥大学的草坪上散步，他突然冒出来了一个极为简单明了的想法——将汽缸里的蒸汽送到另外一个容器里去单独冷凝，不是同样可以达到既获得了可以做功的真空，又保持着汽缸里的温度不致下降，以致需要反复加煤使它不断增温吗？这样不就可以大大提高热的利用效率，节省大量燃料的消耗了吗？
瓦特的这一发明思维的产生，用他自己的话来表述就是：为了避免任何无益的冷凝，蒸汽对活塞发生作用的那个汽缸，必保持着经常和蒸汽本身一样热……为了获得必要的空隙，冷凝必须发生在一个单独的容器里，这里的温度按照需要降到足够低的程度，而汽缸的温度却不受到影响……
这就是瓦特最早提出单设一个冷凝器，使它与汽缸分离的方案，也是他杰出的发明，甚至认为是一项划时代的发明。至于产生这一发明思维的过程，后来瓦特自己回忆说：在一个晴朗的礼拜日的下午，我出去散步。从察罗托街尽头的城门来到一块草地，走过旧洗衣店。那时我正在考虑蒸汽机事情。然后来到了牧人的茅舍。这时我突然想到——因为蒸汽是具有弹性的物质，所以能够冲进真空中。如果把汽缸和排气容器相连接的话，那么蒸汽猛然冲入容器里，就可以在不使汽缸冷却的情况下，仅让蒸汽在那个容器中冷凝了吧！……当这些在
我的头脑中考虑到成熟的时候，我还没有走到高尔夫球场。