Mesin uap piston adalah jenis mesin yang menggabungkan piston silinder yang bergerak di dalam silinder tertutup. Seperti pada semua mesin piston, pemuaian gas panas digunakan untuk menggerakkan piston dan gaya gerakan ini diubah, melalui cara mekanis, untuk melakukan beberapa jenis pekerjaan. Tidak seperti mesin pembakaran internal, mesin uap piston bergantung pada uap yang dihasilkan di luar silinder, di boiler, untuk menggerakkan piston di dalam silinder.
Mesin pertama dari jenis ini ditemukan pada tahun 1690 oleh seorang penemu dan insinyur Perancis bernama Denis Papin. Mesin uap piston satu silindernya yang sederhana adalah bukti desain konsep yang menunjukkan bahwa mesin seperti itu mungkin. Itu berhasil tetapi tidak mampu mengulangi tindakannya sendiri dan harus dibongkar dan diatur ulang setelah setiap siklus. Itu tidak berarti mentransfer pekerjaan yang dihasilkan oleh aksi piston tetapi membuktikan bahwa mesin seperti itu mungkin.
Semua mesin piston menggunakan batang penghubung untuk menghubungkan piston atau piston ke poros engkol. Poros engkol mengubah gerakan garis lurus piston menjadi gerakan rotasi, yang ditransfer ke mekanisme penggerak, seperti roda pada lokomotif atau baling-baling kapal. Di sebagian besar mesin pembakaran internal, gas panas yang terbentuk dari pengapian dan pembakaran bahan bakar hanya mendorong satu sisi piston. Dalam mesin uap piston, silinder sering dirancang dengan katup geser, memungkinkan uap bekerja di kedua sisi piston, bergantian dari satu sisi ke sisi lainnya.
Suku cadang untuk mesin jenis ini harus dibuat dengan presisi untuk memastikan pengoperasian yang efisien. Piston dan silinder harus pas dengan celah seminimal mungkin di antara keduanya. Piston mesin uap piston, seperti mesin piston lainnya, sering dilengkapi dengan cincin yang berfungsi sebagai gasket suhu tinggi untuk memastikan segel yang baik antara piston dan silinder, mencegah kebocoran, yang mengurangi efisiensi.
Banyak jenis mesin uap piston yang berbeda telah dikembangkan sejak desain pertama Papin, tetapi semua berbagai perbaikan dan variasi tidak mengubah prinsip dasar penggunaan uap untuk menggerakkan piston di dalam silinder untuk melakukan kerja. Mesin uap piston digunakan di lokomotif rel awal, mesin kapal, dan bahkan beberapa jenis mobil awal. Serangkaian kendaraan yang diproduksi oleh Stanley dikenal sebagai “Stanley steamers.