一个瘦弱的小男孩，坐在火炉边的小凳子上，专注地盯着火炉上烧开水的锅子。半个小时过去了，水烧开了，锅的盖子不时地向上腾起。“是什么力使锅盖往上升呢？”他自言自语着。他注意到当锅盖升起的一瞬间，有一股灼热的蒸汽从锅中逃逸出来。“哦，原来如此！”他明白了，一定是这股蒸汽向上升腾的力量把锅盖举起来了！“既然一小股蒸汽可以掀起一个锅盖，更多的蒸汽不是可以推动更大、更重的东西吗?”带着疑问，长大后的小男孩终于改良了蒸汽机，点燃了西方工业革命的火种。这个人就是瓦特。
年轻的仪器制造师
1736年1月19日，瓦特出生在苏格兰的一个富裕商人家庭。父亲是个造船工程师，瓦特在父亲的工厂里度过了自己的少年时代，学会了操纵机械、使用器具，并掌握了作为一名精密机械工应有的技术。
瓦特自小体弱多病，不能像其他同龄人一样按时上学，而是到11岁才进学校插班学习。在学校里，他被特许不参加体育活动，为此遭到了同学的嘲笑与轻视。同学们都讥笑他是一个“愚钝”的孩子。直到13岁，在换了一所新学校后，瓦特才一改以前的“愚钝”，开始在学习中显露锋芒。
可惜好景不长，因为身体原因，瓦特不得不中断学业回到家中。利用辍学在家的机会，瓦特到父亲的工作室学习技术。在父亲的帮助下，瓦特拥有了自己的工具和工作台，并渐渐地迷上了这些手工活儿，使自己很快成为一个内行的手艺人。到了15岁，他立志要使自己成为一名科学仪器制造者。
1753年，是瓦特一生中最不幸的一年。在这一年，瓦特的母亲不幸去世，这对他无疑是一个沉重的打击。祸不单行的是他父亲由于经营亏损而破产，家庭生活变得非常困难。为了减轻父亲的负担，瓦特决定自谋出路，来到外婆家。
在外婆家，瓦特结识了格拉斯哥大学的罗伯特·迪克教授，并且与他结下了终身友情。在迪克教授的劝导与帮助下，瓦特来到伦敦学习数学仪器制作技术。为了找到名师，瓦特历经千辛万苦，最后终于投奔到摩根的门下。自古磨难出英雄，艰苦环境锻炼出人的意志。在那儿，瓦特工作非常刻苦，每天在作坊里工作长达12小时。为了维持生活，他还不得不利用清晨和夜间的时间去帮别人干活。工夫不负有心人，还没到出师的时间，瓦特就已制造出技术高、难度大的航海仪器、经纬仪、指南针等一批仪器。艰苦的学徒生活，繁重的体力劳动，使体质本来就柔弱的瓦特难以承受了。但凭着坚强的毅力，瓦特一直熬到学徒期满才启程回家。
在父亲那里休养了一段时间后，瓦特前往格拉斯哥城拜见迪克博士。迪克教授交给了瓦特一项工作——修复一批价值昂贵的天文仪器。怀着满腔热情，带着众人的希望，瓦特不断地对仪器精心检修和调试，这批天文仪器终于被修复得完好如初。他的才华也就在这时获得了专家教授们的一致好评。由此，瓦特被格拉斯哥大学聘为“数学仪器制造师”。那年，瓦特只有20岁。
蒸汽机带来的困惑
早在公元前2世纪，人类对蒸汽的认识和利用已有一定的知识。到了1698年，托马斯·萨弗里依据蒸汽推动力原理，制造了蒸汽泵以解决矿井排水的困难，但它的排水能力十分有限。到1712年，铁匠纽可门在萨弗里的基础上成功地发明第一台较为实用的蒸汽机， 在矿山、城市供水和农田灌溉等方面得到普遍地推广。不过纽可门蒸汽机效率低、耗媒量大，有“煤老虎”之称。而且它是活塞式往复运动，不能作为其它机器的动力机。
格拉斯哥大学有一台纽可门蒸汽机模型。 这台模型蒸汽机虽然配有一个相当大的蒸汽锅炉，但仍然无法提供足够的蒸汽维持蒸汽机的持续运行。1763年，格拉斯哥大学交给瓦特一份修理纽可门式气压蒸汽机模型的工作。瓦特从未见过纽可门式蒸汽机，这送上门来的工作可谓天赐良机。通过检查，他发现了毛病所在，并立即修理了模型。为了证实修理的成功，瓦特决定最后检测一次，他给小锅炉灌满水，点火，蒸汽产生了！接着活塞开始上下活动，机器慢慢地转动起来了。本以为大功告成了，可是好景不长，发动机做完第五个冲程后立即停止了转动。
经过不断地观察和研究，瓦特发现，用蒸汽加热汽缸，再用水冷却是不合理的。由于当时热力学理论水平的限制，瓦特无法找到上述问题存在的原因。带着疑问他走访了布莱克教授，在布莱克教授的启发下，他终于找出了该蒸汽机的毛病。原来在其气缸充汽、冷却的交替过程中，蒸汽机中有很大一部分热量被消耗了，这部分热量没有用于做功，而是用于加热被冷水降温后的气缸。气缸由100℃在冷凝蒸汽过程中被降至20℃，虽然得到了真空，却又需立即恢复到100℃。这样一热一冷，有4／5的蒸汽热量损失了，造成了燃料消耗大、热量供不上，从而导致了停机。
没有冷凝就不能形成真空，没有真空就没有蒸汽动力，而降温后气缸又需耗费大量蒸汽再加热气缸，造成热效率不高。怎样才能既可以产生真空又能保持气缸不降温呢？这正是当时难以解决的矛盾。
1765年1月，一个晴朗的下午，瓦特独自一人在草地上散步，脑海里一直在琢磨着蒸汽机。当他走过校园洗衣房时，一个奇妙的设想闪现在他的脑海里：蒸汽可以流动，它无孔不入，如果在气缸和排气室之间有一个通道的话，那么蒸汽就会涌进这个排气室，并让它在那里冷凝，而无须用冷水喷洒气缸。这样，只要使用纽可门式引擎上的喷嘴，就可以解决冷凝蒸汽和注水的问题。瓦特终于找到了答案，即在气缸外附加一个与之相通的冷凝蒸汽的容器。
瓦特兴奋极了，第二天，瓦特就迫不及待地来到工作室，按照他的设想制成了第一台简单而粗糙的分离式冷凝器。试验开始了，把冷凝器安装在纽可门引擎模型上，并往冷凝器里注冷水；给锅炉加热，蒸汽从气缸进入冷凝器被冷却，气缸内形成了真空；在大气压力和蒸汽膨胀力的双重作用下，活塞终于上下活动了。“成功了!”瓦特兴奋地大叫一声。
点燃工业革命的火种
分离式冷凝器的设计成功给了瓦特极强的信心，使他一反意志消沉和自我怀疑的心态，轻松愉快地进行自己的实验。
然而，任何事情的发展总不是一帆风顺的。纽可门式引擎热效率低的主要原因是在汽缸内冷凝蒸汽浪费了大量热量，但这并不是唯一原因，活塞漏气也是其原因之一。瓦特的分离式冷凝器虽然解决了保持恒温问题，但尚无办法解决活塞漏气的问题。
在瓦特改良蒸汽机的过程中，企业家罗巴克给予他很大的资金支持。但瓦特开始的设计并不合理，产品销路不广，连累罗巴克本人濒于破产，罗巴克便把瓦特介绍给了企业家博尔顿。博尔顿欣然担任瓦特的赞助人，但瓦特又差点把博尔顿弄破产。恰逢此时，机器加工技术的进步又为瓦特的成功提供了可靠的条件。原本用于加工大炮弹道内壁的镗床的发明，解决了使瓦特伤透脑筋的活塞漏气问题。瓦特用镗床加工汽缸内壁，大大提高了气缸的精密度，解决了过去的锻造方式造成的不圆不匀，导致活塞与气缸之间的间隙过大而漏气的问题。
在博尔顿的建议启发下，瓦特于1776年3月制成了两台通用动力机：一台是为一个煤矿研制的直径为127厘米的排水用蒸汽机，另一台是为一工厂设计的75厘米的给高炉鼓风的蒸汽机。新型蒸汽机在提供同样动力的情况下，所消耗的燃料只有纽可门式引擎的l／4。
为了精益求精和适应各行各业的需求，1781年瓦特又发明了一些附加的机械装置，使蒸汽机由单一动力机成为用于一切动力机械的“万能原动机”。新的真正的蒸汽时代开始了。
瓦特蒸汽机的发明，对近代工业的影响是不可估量的。 它促进了资本主义经济的发展，引起纺织、采矿、钢铁、机械和交通运输等各行业一连串的连锁反应。从此人类结束了总是一脸无可奈何神色的孩童时期，在喜怒无常的大自然面前第一次感到自己的力量。
1819年8月25日，瓦特在靠近伯明翰的家里去世。他的讣告中是这样形容他改进的蒸汽机的：“它武装了人类，使虚弱无力的双手变得力大无穷，健全了人类的大脑以处理一切难题。它为机械动力在未来创造奇迹打下了坚实的基础，将有助并报偿后代的劳动。”
