Mesin uap adalah salah satu penemuan yang lebih penting dalam perkembangan teknologi umat manusia. Sementara beberapa desain dasar telah dirancang selama lebih dari 2000 tahun terakhir, penemu Inggris Thomas Savery dikreditkan dengan membangun mesin uap pertama yang bisa diterapkan pada tahun 1698. Penyempurnaan selanjutnya menghasilkan mesin yang lebih aman dan lebih kuat selama abad ke-18, dan perahu sungai dan lokomotif bertenaga mesin uap pertama muncul pada awal 1800-an. Mesin-mesin ini sangat penting untuk mengantarkan Revolusi Industri dan perubahan peradaban berikutnya.
Perangkat bertenaga uap paling awal yang diketahui dikembangkan oleh seorang insinyur Yunani yang dikenal sebagai Hero — atau Heron — dari Alexandria pada abad ke-1 M. Penemuan Hero disebut aeolipile dan pada dasarnya adalah bola berisi air dengan dua nozel di sisi yang berlawanan. Ketika ditempatkan di atas sumber panas, air akan berubah menjadi uap yang kemudian dipaksa keluar dari nozel dan menyebabkan aeolipile berputar. Ada bukti tertulis tentang perangkat bertenaga uap berikutnya di gereja-gereja abad pertengahan, tetapi perkembangan serius tidak dimulai lagi sampai abad ke-16 dan ke-17, ketika para peneliti Eropa mulai menyelidiki lebih lengkap sifat-sifat uap.
Sepanjang tahun 1600-an, konsep perangkat bertenaga uap disempurnakan dengan kemajuan seperti piston dan boiler terpisah. Beberapa sejarawan memuji Edward Somerset, Marquess of Worcester kedua, dengan mengembangkan mesin uap pertama — dalam perangkat yang dirancang untuk memompa air ke seluruh kastil. Beberapa peneliti lain sedang mengerjakan mesin yang berhubungan dengan uap pada akhir abad ke-17, ketika Savery memperkenalkan mesin uap pertama yang mampu bekerja dalam kapasitas industri.
Mesin Savery dirancang untuk mengatasi masalah pembuangan air dari tambang dalam di Inggris. Meskipun tidak memiliki fitur keselamatan tertentu, mesin Savery digunakan untuk memompa air dari tambang dan kemudian digunakan untuk tugas-tugas seperti menyalakan pabrik dan memompa air ke daerah pemukiman. Mesin uap pertama ini tidak cukup aman atau efisien untuk digunakan secara luas, dan konsepnya terus disempurnakan setelah kematiannya.
Pada awal abad ke-19, beberapa perbaikan telah dilakukan pada desain mesin uap. Dua dari perkembangan yang paling penting adalah mesin Newcomen dan Watt, yang memungkinkan aplikasi yang luas dari perangkat yang digerakkan oleh uap. Meskipun sedikit dimodifikasi, desain Watt adalah mesin uap pertama yang digunakan untuk menggerakkan kapal uap William Symington dan Robert Fulton. Lokomotif bertenaga uap pertama juga dikembangkan sekitar waktu ini dan menghasilkan perjalanan dan transportasi yang lebih cepat dan efisien.