1763年，瓦特得知格拉斯哥大學有一臺紐科門蒸汽機，但是正在倫敦修理，他請求學校取回了這臺蒸汽機并親自進行了修理。修理后這臺蒸汽機勉強可以工作，但是效率很低。經過大量實驗，瓦特發現效率低的原因是由于活塞每推動一次，氣缸里的蒸汽都要先冷凝。

　　然后再加熱進行下一次推動，從而使得蒸汽80%的熱量都耗費在維持氣缸的溫度上面。經過不斷的改進，1776年，終于第一批新型蒸汽機制造成功并應用于實際生產。這批蒸汽機由于還只能提供往復直線運動而主要應用于抽水泵上。