伴随18世纪60年代在英国开始的产业革命，出现了近代以来的第一次技术革命，它开始于纺织工业的机械化，以蒸汽机的广泛使用为主要标志，继而扩展到其他轻工业、重工业等各工业行业。毛纺织业是英国的传统手工业，而棉纺织业是新兴工业。英国社会十分喜爱棉布，一直从印度进口，这使传统的毛纺织业受到了冲击。为了拯救传统产业，国会于1700年颁布了禁止外国棉布进口的法令。禁令虽然颁布了，但英国人对棉布的喜好并没有改变，禁止进口的结果是给了本国的棉纺织业以发展的机会。
棉纺织业分为纺纱和织布两个主要部门。1733年英国兰开夏郡的钟表匠约翰·开伊发明了飞梭，用飞梭的自动往返代替了手工投递，提高织布效率一倍，并使布面加宽。到1760年，飞梭已普遍推广使用，结果造成了纺纱与织布之间的严重不平衡，长期发生“纱荒”。1764年，曾当过木工的织布工人哈格里沃斯行走时不小心踢翻了他女儿珍妮的纺车，轮子带动锭子飞快地转动着，这使他想到如果把几个锭子同时竖起来，其效率不是比一个横锭的效率要提高几倍吗？于是他发明了效率可提高8倍的有8个竖锭的纺车。为了纪念他女儿的纺车给予他的启示，哈格里沃斯把自己发明的纺车命名为“珍妮纺车”，并在1770年申请登记了专利。到1790年时，珍妮纺车已在英国普遍推广。这是一架可同时带动几十根纱锭的手摇纺纱机，它是由手工工具变为机器的典型。珍妮纺车提高了纺纱效率，消除了纺纱与织布之间的不平衡，从而成为英国产业革命的火种。随着珍妮纺车带动的纱锭日益增多，以人力为动力越来越难以胜任，同时珍妮纺车纺出的纱线不够结实，质量差，于是在1769年理发师阿克莱特（1732—1792）剽窃了木匠赫斯的发明制成了水力纺纱机。水力纺纱机一方面用水力代替人力作动力，使纺纱成本大大降低，开始大量地排挤个体纺工；另一方面，水力纺纱机体积大，又必须在特定的地区使用，因而它不能安置在一般家庭中，而必须另建厂房集中大量工人工作，这就奠定了工厂制度的基础。于是阿克莱特靠专利权的收入，于1771年在克隆福特创立了第一个棉纺厂。水力纺纱厂出现以后，进一步推动了纺纱技术的革新。水力纺纱机虽然使效率提高，但纺出的纱不均匀，质量差，于是在1779年英国童工出身的发明家克隆普敦（1753—1827）兼采珍妮纺纱机和水力纺纱机的优点，进行技术综合，发明了一种新的纺纱机，命名为“骡机”，这是在技术上成功地运用综合杂交方法的一个范例。“骡机”纺出的纱线既均匀又坚实，大大提高了纱线的质量。从此，纺纱不再分散在农村或家庭内进行，而是集中在纱厂里进行。纺纱机经过一系列发明和改进使纱线的质量和效益大为提高，于是织布业又相对地落后了，出现了新的不协调，从而要求发明更优良的织布机来加工棉纱。1785年牧师卡特莱特（1743—1823）发明了用水力推动的织布机，使劳动生产率比手织工人提高了40倍。1791年建成了第一个使用卡特莱特织布机的工厂，到1815年，这种水力织布机技术已经完善并开始普遍推广。但是，由于上述水力纺织机以水为动力，纺织厂必须建筑在远离城市和交通大道的河边上，不符合市场经济和交通运输的要求，加之地主乘机抬高地价，因而大大限制了水力纺织厂的发展，还因水力受自然条件限制，不能常年均衡地供应动力。在这种情况下，纺织工业的发展，迫切需要新的动力机械。
矿井排水的需要是导致实用性蒸汽机产生的最直接原因。在16世纪中叶以前，英国主要是用木材作为酿酒、烧砖、制造玻璃等工场手工业的能源，以后又开始用煤作能源，刺激了煤矿的开采。钢铁工业的发展，使煤的需求量猛增，这又大大促进了采煤业的发展，使煤矿矿井的深度不断增加。当时，人们主要是用马拉辘轳推动水泵来抽排矿井深处的水。16世纪德国有个矿井的水泵，需要有93匹马来拖动。到17世纪末，英国有些矿井用来抽水的马匹竟多达500匹之多。这是令矿主们极为烦恼的事情。蒸汽机的发明正是在矿井排水问题的刺激下产生的。
从巴本到瓦特的各式蒸汽机的发明所依据的科学原理都是以刚刚出现的大气压、真空和热学理论为基础的。瓦特改进纽可门的蒸汽机得益于化学家布莱克提出的潜热、比热和热容量理论。冶金技术和机械制造技术的进步是把蒸汽机技术原理物化为蒸汽机实物的技术保证。
总之，社会生产发展的需要是蒸汽机得以发明的催产婆，而自然科学成就是蒸汽机得以发明的理论基础，相关的生产技术的进步则是蒸汽机得以发明的技术保证。
