从1766年开始，在三年多的时间里，瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难，终于在1769年制出了第一台样机 。同年，瓦特因发明冷凝器而获得他在革新纽可门蒸汽机的过程中的第一项专利 。第一台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了，但它同纽可门蒸汽机相比，除了热效率有显著提高外，在作为动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实质性进展 。就是说，瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机 。
优点
现代蒸汽机的最大的优点是它几乎可以利用所有的燃料将热能转化为机械能 。不像内燃机那样，它对其燃料不挑剔 。此外没有蒸汽机的话原子能无法被使用 。原子反应堆即不直接产生机械能，又不直接产生电能，原子反应堆实际上只是加热水，这个水被沸腾后的蒸汽通过蒸汽机来转化为有用的功 。蒸汽不一定需要通过燃烧来产生，比如使用太阳能聚热器也可以产生蒸汽推动蒸汽机 。
另一种有类似优点的小巧的外燃机是斯特林发动机 。其缺点是它在许多情况下难以运行 。
尤其在高山上蒸汽机机车的优点显著，因为它们也可以在比较低的气压下运行 。当南美洲将用柴油-电力机车取代它们的蒸汽机车后这一点就被发现了 。在高山上他们不得不放弃使用功率比较高的柴油机车，取而代之的还是功率虽然不如柴油机车但不受海拔限制的蒸汽机车 。
在瑞士和奥地利新的齿轨铁路使用现代的蒸汽机，这些蒸汽机只需要一个人来运行，比起过去的蒸汽机它节省60%的燃料，比起电力机和柴油机它轻50%，因此对齿轨的磨损小得多 。在日内瓦湖上也有一艘新的蒸汽机船，它是世界上第一艘遥控的蒸汽机船 。
缺点
蒸汽机的弱点是：离不开锅炉，整个装置既笨重又庞大；新蒸汽的压力和温度不能过高，排气压力不能过低，热效率难以提高；它是一种往复式机器，惯性限制了转速的提高；工作过程是不连续的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高 。
因此，抛弃了笨重锅炉的内燃机，最终以其重量轻，体积小、热效率高和操作灵活等优点，在船舶和机车上逐渐取代了蒸汽机 。汽轮机则以其热效率高、单机功率大、转速高、单位功率重量轻和运行平稳等优点，将蒸汽机排挤出了电站 。
接着电动机又以其使用方便，代替了蒸汽机在工业设备中的应用 。然而小功率蒸汽机热效率比汽轮机高，所以在产煤区或只有劣质燃料的地区或某些特殊场合，蒸汽机仍有发挥作用的余地 。
历史作用
蒸汽机有很大的历史作用，它曾推动了机械工业甚至社会的发展，解决了大机器生产中最关键的问题，推动了交通运输空前的进步 。随着它的发展而建立的热力学和机构学为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础；汽轮机继承了蒸汽机以蒸汽为工质的特点，和采用凝汽器以降低排汽压力的优点，摒弃了往复运动和间断进汽的缺点；内燃机继承了蒸汽机的基本结构和传动形式，采用了将燃油直接输入汽缸内燃烧的方式，形成了热效率高得多的热力循环；同时，蒸汽机所采用的汽缸、活塞、飞轮、飞锤调速器，阀门和密封件等，均是构成多种现代机械的基本元件 。
工业革命的产生一部分原因是因为蒸汽机的改良(瓦特没有发明蒸汽机，他只是改良)，而蒸汽机车的产生也是因为蒸汽机的改良以及后人的应用而产生的，当时英国鼓励发明，并且在人口增加需要增加生产速度之时，便开始有人努力的改进当时的生产设备，瓦特便是其中之一，而瓦特改良蒸汽机导致一系列技术革命引起了从手工劳动向动力机器生产转变 。因此蒸汽机的改良绝对是促成工业革命的原因之一 。而蒸汽机车是一种以蒸汽引擎作为动力来源的铁路机车，因此若没有蒸汽机的改良便不可能有这项交通工具的诞生 。

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