17世纪初，法、德交界处的矿井已开始使用马拉有轨货车。
1781年瓦特制造的蒸汽机问世以后，首先应用于矿井内的排水泵或煤斗吊车上。与此同时，人们也在考虑如何把静置的蒸汽机搬到交通工具上，变成动态的机械。可是，蒸汽机小型化、使车轮在轨道上不打滑、汽缸的排气、锅炉的通风等问题都有待于进一步解决。
英国人理查德·特里维西克（1771～1833）经过多年的探索、研究，终于在1804年制造了一台单一汽缸和一个大飞轮的蒸汽机车，牵引5辆车厢，以时速8公里的速度行驶，这是在轨道上行驶的最早的机车。因为当时使用煤炭或木柴做燃料，就把它叫作“火车”了。有趣的是，当时这台机车，没有设计驾驶座，驾驶员只好跟在车子旁，边走边驾驶。4年后，他又制造了“看谁能捉住我”号机车，载人行驶。可是，由于轨道不能承受火车的重量，机车本身也存在不少问题，行驶时不很安全，在一次运行途中，机车出了轨，就停止使用了。
与此同时，史蒂文森也在积极改进火车的性能，并且取得了很大的进展。1814年，他制造了一辆两个汽缸的、能牵引30吨货物可以爬坡的火车。于是，人们开始意识到，火车是一种很有前途的交通运输工具。然而，当时的马车业主们极力加以反对。1825年，斯托克顿与达林顿之间开设了世界上第一条营业铁路，史蒂文森制造的“运动号”列车运载旅客以时速24公里的速度行驶其间。尽管火车已经加入了运输的行列，但马车仍在铁路上行驶。到了1829年，曼彻斯特至利物浦间的铁路铺成后，为了决定采用火车还是马车，举行了一次火车和马车的比赛，史蒂文森的儿子改进的“火箭号”获胜。“火箭号”长64米、重75吨，为了使火燃烧旺盛，装了45米高的烟囱，牵引乘坐30人的客车以平均时速22公里行驶，比当时的四套马车快两倍以上，充分显示了蒸汽机车的优越性。于是这条铁路就采用火车了。从这以后，火车终于取代了有轨马车。后世的人们称他为“蒸汽机车之父”。