苏格兰人詹姆斯·瓦特，禀赋高超，孜孜好学，熟悉他那个时代的科学问题。他以独特的锲而不舍的精神，努力干好他的工作。后来瓦特成了格拉斯哥大学的机械师，年轻时代就开始研究当时科学家和实践家都在探索的问题：怎样恰到好处地用水蒸汽做功。1763年他接受了把纽科门的“火机”模型转化为实物任务。从1712年起，英国大多数煤矿已装上蒸汽驱动的水泵。这种水泵的吸水功效很差，却消耗大量燃料，工作起来很不经济。直到1769年才约有100多台多半照纽科门的系统制造的咝咝作响的庞然大物。从这一数字中可轻易地看出问题的紧迫性以及煤矿经常遇到水患的困扰。但实际上这种笨重的机器真正可以使用的还不到半数以上。
瓦特深入地研究机器的样机后，认清了功率很低的原因。于是在1765年建成的样机中，装入了一个冷凝器，那是一个与汽缸隔开的空室，蒸汽在此冷凝。用这个方法可以在燃料较少的消耗下，获得大得多的功率。由于加装了冷凝设备，最终发明了一种可付诸实用的蒸汽机。此后，瓦特与矿主兼冶炼厂厂主约翰·罗巴克博士签订了一项使用机器的契约。罗巴克看到了这一发明的价值，但由于不断建立新厂，资金周转有困难。罗巴克的债权人主要是伯明翰的一个厂主马修·博尔登。伯明翰是一个冶金加工业传统悠久的城市。博尔登在机器行业颇有声望，受过高等教育，精明能干。1774年，他把企业从城市迁往邻近的地区索霍，他在那儿的企业拥有水轮机。他在罗致瓦特之前，已雇佣了好几百人。
博尔登有兴趣将其冶炼厂中的锻压设备、砂轮以及磨光机都配上蒸汽驱动。他从破产的罗巴克财团中获得了瓦特的冷凝器专利。瓦特本人的技术才能，博尔登是了解的。瓦特随即成了企业的合伙股东。此后，瓦特开始了数年如一日顽强地对其发明进行改进。这中间时常伴随着失望与沮丧。
为了钻空能够承受蒸汽压力的铁质汽缸，博尔登和瓦特罗致了享有盛誉的铸造专家约翰·威尔金森。他了解炮筒的浇铸。为了完成这个浇铸任务，他于1775年制作了第一台镗床。他的条件是：第一台瓦特式蒸汽机必须交给他，装好后将用来驱动炉风箱。1776年工程结束。这台机器比过去的机器耗煤少得多，有关人员对此十分满意。成功消息迅速传开，订货单随之纷纷飘来。
那时所有的机器都是单件生产的，费工不少，正如定制服装那样，是拼制而成的。除了简单的锻工、钳工工具外，很少有加工机器。现在订货多了，已可安排系列生产，车间的设备也需得到补充。
第一批机器主要交给康沃尔的矿山使用。在瓦特式蒸汽机投产使用后，矿井开采的深度马上就增加了36米，这样就有更多可以开采的矿层。煤炭和矿石的开采深度不断提高，瓦特获得了推崇，并得到其他新的设计专利。到1780年共制造了40台蒸汽机。
到那时为止，博尔登与瓦特合伙的工厂的产品是往复直线运动的低压蒸汽机。博尔登头脑敏捷，他看到，如果能成功地将机器的运动改为旋转运动，就有机会谋取巨大利润。瓦特又完成了这项设计任务。从此以后，纺纱业（当时英国的最大工业部门）也可装备上效率高的蒸汽机了。1785年第一批新设计的机器交付使用，从此1万只纱锭通过传动能同时运转。这无疑是给纺织业插上了翅膀。伦敦的一家酿酒厂以及博尔登在伦敦创建的一家大型蒸汽磨面厂是第一批蒸汽机的订户。西印度群岛的一家糖厂和美国的一家锯木厂订了货。一个没有边际的市场几乎在一夜之间开辟出来。
瓦特的专利于1800年失效以后，无数生产的蒸汽机的机器制造厂纷纷建立起来。新的行业不断涌现，这为蒸汽机的制造提供了销售机会，因为蒸汽机为工作机提供动力。新兴工业的发展更是风起云涌，乃至人们称英国开始了一个“机械狂”的时代。1821年，英国已经有1500台蒸汽机在投入使用。
工厂由于不再用水力驱动，已经可以在任何地点修建了。在厂商的信笺上加盖“蒸汽企业”字样，甚至还印上烟囱在滚滚冒烟的厂房图形，这已成为那时一种享有盛誉的标志。工业时代已经开始了。
机械制造业
在工业革命前几百年以来为人熟知的机器，如织机、碾机、耕田用的农具绝大部分都是木制的。只是在生产武器及军需品时，人们才在工场内积累了金属加工的经验。在这里，加工工作超出了手工钳工的范围。在这些还是分散的工场内，人们根据生产的要求，发展了改进的工具和简单的工作母机，已能够加工铸件、锻棒和手柄。金属加工的最古老和最重要的机器是一种长型的简单车床。这种车床仿照木工车床，是17世纪英国制造的。
由于需要还很少，人们被迫从事辛苦的手工劳动，生产单件产品。之后很久，也还只是生产小批的系列产品。由于机械纺机以及蒸汽机的发明，在18世纪的最后20年，对机器的需要量才迅速增加。工业不仅为需要生产，也为本身生产。因此，在英国中部地区，由于有煤及铁厂、炼焦及轧钢厂做基础，工厂到处出现，向工业提供标准机器。
第一批纺机厂附属于其他一些工厂，在获得阿克赖特的专利后，自行独立地制造这种精纺机器，并能进行修理。一些纺织企业不久就完全放弃了本行，光搞铸造和机器制造。这样，先在英国，以后在其他国家，第一批纺织机械厂陆续出现。在机器工业的发展中，棉花主宰一切。机器制造业由于制造蒸汽机并为无数其他行业生产机器和装备，因而可以服务于大规模生产。当机器本身品种增多，可以大规模投产并使用时，它的效益便可成倍地增长。
1775年约翰·威尔金森为第一台蒸汽机制造了第一台汽缸镗床，从而开始了机器制造业的一系列发明和发展。这之后，机器制造业发展得越来越快。这时，一向用木材制作的那些机器零件，现在也用铸铁来替代了。
1787年，机器和车轴滑动轴承获得了专利。10年以后亨利·莫兹利（1771～1831）以其螺丝车床做出了典范贡献。这种车床装有固定的导轨，切削工具装有机械传动装置，以加工夹紧的工件。这种称为“英国车床”的产品在拿破仑战争后已在不少国家中使用，其基本原理已与今日的车床结构相同。这种新式车床出现后，就有可能生产任何数量、任何形状的完全相同的机器零件。莫兹利是一位机制业的先驱者以及成绩斐然的工厂主，他发展了齿轮的铣削以及攻丝技术。
他的早期合作者约瑟夫·惠特沃思（1803～1887）于1831年发明了一种车削螺丝的三板牙架。几年后这种板牙架发展成为螺丝车床。这是工业进一步取得进步的不可缺少的前提。他的工厂也是第一次生产空心铸件的厂家。詹姆斯·内史密斯（1808～1890年）于1830年制造出蒸汽锤，这在制造技术上是首创的。他的快速刨床在机制业和木材加工业中迅速得到应用。
在工厂中，体力劳动分工越来越细，笨重的体力劳动已由机械代替。随着机器应用，新的行业也不断涌现。用机械生产方式进行生产，除了生产生产资料外，还逐步生产消费品，这个过程，一直持续到今天。
现代工业的诞生
经过18世纪的产业变革，人类社会焕发出极大的生产力，产品一下子丰富了起来。欧洲的每个角落都响着蒸汽机的吼声，整个社会的生产方式都发生了巨大的变化。但是，人的追求与需要远未得到满足，工业革命的步伐也没有能够停止下来。如果说第一次产业变革是从棉织业开始，以蒸汽机的使用为标志，以资本主义工厂制度的确立为完成的话，那只是完成了工业进步的第一次飞跃。接下来的就是第二次工业变革，它是从钢铁及钢铁制造业的变革开始，以电力的应用为标志，以产业的结构巨大变化为告终。在这期间，不仅传统的钢铁工业、机器制造业发生了根本性变化，而且兴起了电气、化工、汽车、石油等一系列生产部门。这又是一次真正的巨大变化，使人类的物质生活得到了巨大的改善，超过了第一次变革的成果。这就是工业化过程中的第二次飞跃。
第一次产业大变革使英、法两国最先从农业社会中脱颖而出。他们凭借着廉价的纺织品横行天下，称霸世界。英国被光荣地誉为“世界工厂”。第二次产业变革则在20世纪初最先在美、德两国开始，使他们一跃而起，以新兴的钢铁、石油、电气、化工、航空等工业震撼了世界。后来者居上，美、德两国的工业经过这次变革之后便远远地走在了英、法两国的前面。
然而这一关系到许多国家兴衰、存亡的大革命却给人以渐进的感觉，尽管它所经历的时间比第一次变革还短，释放的能量还大。这主要是由于第一次产业变革开创了大机器工业，从而使工场手工业成了遥远的过去。人类好像第一次有了工业，并且在第一次产业变革的进程中，资本取得了统治。而第二次产业变革则是在大机器工业内部进行的。这种大工业内部部门间的兴衰对社会结构的冲击是表现为渐进的，它没有使生产方式发生根本性的变化。不过这个渐进的冲击也足以使资本主义社会从自由竞争阶段过渡到以垄断为特征的阶段。但是，如果我们不是把产业结构仅仅理解为一种特定的生产关系，而是同时把它看做一种生产力的话，那么第二次产业变革的冲击就不是渐进的，而是带有突变性的革命。
作为突变，第一次产业变革打断了农业社会的进程，建立了传统的工厂制度。第二次产业变革则打断了传统的工厂制度进程，奠定了现代工业生产制度。第二次变革中兴起的许多产业部门是植根于第一次变革的，但它们在第一次变革中不过是刚刚破土而出的萌芽，如钢铁、煤炭、机械加工等行业还没有完全摆脱原始的生产状态，与第二次变革后的大工业生产不可同日而语。在第二次变革中，这些老行业的新发展又导致了石油、电气、化工、汽车、航空等新部门的出现，从而使整个工业面貌焕然一新。
电气化时代
蒸汽机把农业与工业划开了，而把近代工业与现代工业划开的则是电。电的应用使工业和社会都进入了一个新的时期。
1879年，即发电机发明后的10年，维尔纳·西门子在柏林工商博览会上展出了一条小型电车轨道，附3节车厢，每节可载客6人，由一台3马力的小型电力机车牵引，在4个月内它运送了8万参观者。1880年在巴黎也展出了这种有轨电车，但只是作为游乐之用。尽管如此，它们却是第一条真正载客的电车轨道。1881年5月1日，柏林第一条电车线路交付使用，从利希特费尔德车站驶往军官总校，时速为15公里。同时巴黎也出现第一条电车轨道，电线架在空中，不久电车就取代了当时使用的马车。从这时起几十年内电车在城市近距离交通中一直起着重要的大众化的运输工具作用，直到第二次世界大战后，在很多大城市中它才由公共汽车取代。
1882年奥斯卡·冯·米勒（1833～1934）架设了一条从米斯巴赫到慕尼黑的2000伏电线（57公里），并在水晶宫的一次电力展览会上让这条电线接连的一台水泵转动，将水灌到一个小型水库中去。这样提出了一个远距离输电问题，但问题并未最后得到解决。由于当时普遍使用的是直流电，而直流电在较远距离的输送中损耗不小，所以直流电只适合在有限的供电范围内使用。使用交流电，损耗可大大减低。因此，人们想到在发电的地点安装一台变压器，用高压将电力输送到任何远距离地点，在用电地区重新把电压降低到当地电网的使用电压。变压器首先是在1882～1885年间由布达佩斯的匈牙利工程师代里·布洛赫伊和齐派尔诺弗斯基研制成功的。法国人马塞尔·迪普雷也独创了变压器这一设备。
1890年，在美国科罗拉多建立了第一座水力发电站。利用从中获得的经验，不久在尼亚加拉瀑布所在地建立了大得多的发电站，其第一期工程于1895年4月1日投产发电。而用水路或铁路供应煤炭的热电站主要是供应较大城市市政建设用电。
水电站和热电站由于架设了高压线，很快就连在一起。由水电站供电的区域在枯水季节也能获得电能，这样就出现了把所有电站都连接在一起的电力网。一个电厂偶然停电时，也能保证继续向用户供电。
在第一次世界大战期间，德国中部大型戈尔帕——乔尔纳维茨电厂投产供电。它用负载可达10万伏的电缆向柏林供电。1929年，第一条20万伏的电线交付使用。1957年，40万伏的连接科隆和斯图加特的电线架设成功。从这些数字中可以清楚地看出能源经济的扩展，同时也可窥见在国家整个经济中工业化日益增长的程度。
当发电技术在技术上解决了能源生产问题，电力供应问题通过电力网又得到解决之后，电力工业开始着手处理大范围内日益增长的能源使用问题。蒸汽机通过传动把能量传给连接的工作母机的机轮，因而只有较大的工厂设备才能经济地使用蒸汽机。蒸汽机的数目开始逐渐减少，而由电动机所取代。工作母机可单独得到供电，机器使用时，才会消耗能源，因而电动机要比蒸汽机经济得多。由于电能较易输送，因此很多加工工业可在大工业集中的、同时远离煤源水源的地方建立，因为通过电厂的电力网实际上到处都可得到电力供应。