大家都知道，在炉子上把水烧开的时候，水壶会发出“扑扑”的声音，壶盖也会被水蒸汽顶起来。要知道，如果一壶水完全变成水蒸汽，要用1650多个水壶才装得下呢。如果把水壶密封起来、就会产生很大的压力，可以用来推动机器。蒸汽机车的力气这么大，就是靠水蒸汽的力量。
大家从图中可以看到，蒸汽机车分为前后两部分。前一半，是个大水壶似的锅炉，用煤加热锅炉里的水，水变成蒸汽，推动传动机构。带动轮子，轮子一转，火车就跑起来了。机车的后一半，是一辆装煤、水的车厢，叫煤水车。有了这两部分，机车就可以飞速前进了。
世界上最早行驶于轨道上的蒸汽机车诞生于1804年，是一位姓特里维西克的英国人设计制造的。他的蒸汽机车屡次发生事故。又未能得到进一步改进只好半途而废。特里维西克本人于1823年在贫病交加中死去。
世界上第一台能实用的蒸汽机车，是英国工程师斯蒂芬森设计、制造的，它于1814年制成，取名“半统靴”号。经过改进，斯蒂芬森又制造出旅行号，于1825年在世界上第一条标准轨距铁路上正式运行，从而开创了铁路运输的新纪元。
1833年5月，英国赛姆松号机车在道口上将一辆满载牛油的双轮马车撞倒。事故发生后，铁路企业管理者建议在机车上安装汽笛。蒸汽机车创始人斯蒂芬森采纳了这个建议，首先在机车上安装了汽笛，能及时告示铁路沿线的行人和车马，为防止事故作出了贡献。
蒸汽机车是18世纪下半叶工业革命时期的一大发明，它开辟了近代运输的新纪元。当时，英国人把工业所需的煤炭从利物浦运到曼彻斯特。用铁路运输的费用仅为用马车运输的1／5，可见蒸汽机车带来了巨大的经济效益。
此后，随着技术的发展，蒸汽机车的性能不断得到改善1938年，美国的赫德森232型蒸汽机车拉着560吨重的列车。
平均速度就可达到每小时193千米，最高速度则达到每小时200千米。
但是，蒸汽机车工作起来很费能源。所烧掉的煤中。只有7％用于推动车轮，93％的煤都没有被利用。同时，蒸汽机车还要“喝”大量的水，每走10千米就要消耗2000千克的水。
这在缺煤、少水的地区就很不方便了。此外，机车冒出的黑烟会污染环境，蒸汽机车的操作也较复杂，劳动强度大，又是加煤，又是加水。还要注意锅炉的蒸汽压力，等等。
随着科学技术的不断进步，出现了内燃机车、电力机车。
与蒸汽机车相比，它们具有更好的性能。可以把运费进一步下降1／2。很多国家。早在60年代就用内燃机车或电力机车取代了蒸汽机车。