Sebuah mesin uap stasioner menggunakan tenaga uap untuk menggerakkan instrumen selain diri mereka sendiri. Mereka biasanya digunakan untuk jembatan listrik, penghalang, pabrik penggerak dan mesin pabrik. Model selanjutnya digunakan untuk menghasilkan listrik. Mesin tersebut bekerja dari posisi tetap dan tidak digunakan sebagai moda transportasi, meskipun beberapa telah digunakan untuk menggerakkan roda pada kapal uap.
Mesin uap dasar bekerja ketika uap bertekanan tinggi diizinkan masuk ke dalam silinder. Silinder ini memiliki piston yang didorong ke satu arah oleh uap, mengeluarkan uap buang yang didinginkan keluar dari ventilasi dan menciptakan gerakan melalui batang piston. Gerakan ini menggerakkan roda kereta uap, mendorong mesin ke depan. Mesin seperti itu mendorong piston ke satu arah, lalu ke arah lain dengan bergantian ujung silinder mana uap masuk.
Mesin uap stasioner pertama ditemukan oleh Thomas Savery dan kemudian diperbaiki oleh sesama orang Inggris Thomas Newcomen dan Skotlandia, James Watt. Pada 1698, Savery menemukan mesin uap yang akan memompa air keluar dari tambang batu bara Cornish. Desain dasarnya diperbaiki pada abad ke-18 dan 19, tetapi digantikan oleh listrik dan mesin pembakaran pada abad ke-20.
Pada tahun 1705, Newcomen menemukan mesin balok pertama. Mesin uap stasioner ini menggunakan balok berporos yang dihubungkan dengan silinder piston vertikal di bawahnya. Watt antara lain memperbaiki mesin dengan menambahkan kompresor. Mesin balok digunakan terutama untuk memompa air dan menjalankan roda penggilingan. Itu juga digunakan di kapal uap.
Sebuah varian berumur pendek dari mesin bergerak adalah mesin meja. Mesin ini mirip dengan mesin balok, tetapi duduk di atas meja dan dihubungkan ke roda gila melalui batang penghubung dan kepala silang. James Sadler menemukan mesin dan menggunakannya di Portsmouth Block Mills. Dibandingkan dengan mesin lain, itu lambat dan lemah.
George Henry Corliss, seorang Amerika, menambahkan katup putar ke ide dasar mesin uap stasioner untuk menciptakan mesin Corliss. Pertama kali dibangun pada tahun 1848, Corliss memungkinkan pengaturan waktu yang bervariasi dalam pengoperasian katupnya. Itu banyak digunakan untuk poros di pabrik dan pembangkit listrik menggunakan dinamo, karena sangat hemat bahan bakar.
Pada tahun 1828, James Perkins mengembangkan mesin Uniflow yang menggunakan setengah silinder dan memungkinkan piston bergerak hanya dalam satu arah. Karena knalpot dan uap bahan bakar selalu memasuki ujung silinder yang sama, hal itu menyebabkan peningkatan efisiensi panas. Uniflow diadaptasi untuk berbagai mesin uap, tetapi sebagian besar digunakan untuk menghasilkan listrik.
Penemu Inggris James Hornblower menciptakan mesin uap stasioner senyawa pertama pada tahun 1781. Dia beralasan bahwa jika energi dan tindakan dapat dihasilkan dari uap bertekanan dalam satu silinder, maka uap yang sama dapat dipindahkan ke silinder lain untuk menghasilkan lebih banyak tenaga. Hornblower membangun mesin di mana setidaknya ada dua silinder dan masing-masing piston setelah yang pertama bereaksi terhadap tekanan yang lebih rendah.