Il contributo chiave di James Watt alla rivoluzione industriale è stato il suo miglioramento della tecnologia dei motori a vapore. I suoi miglioramenti hanno ridotto lo spreco di energia che si è verificato nelle precedenti versioni del motore e ha consentito al motore a vapore di funzionare costantemente. I miglioramenti apportati al motore a vapore sono stati fondamentali per l'esplosione dei progressi avvenuti durante la rivoluzione industriale.
I motori a vapore funzionanti esistevano prima dei miglioramenti di Watt, ma erano ingombranti e costosi e producevano relativamente poca energia. Il primo miglioramento di Watt è stato quello di separare la camera che creava vapore dal resto del motore, in modo che il motore non si surriscaldasse più e potesse produrre energia in modo più coerente ed efficiente. Watt brevettò la sua camera di condensazione nel 1769 e continuò a migliorare il motore a vapore negli anni successivi, incluso l'uso di una "giacca" a vapore per evitare che il vapore si condensasse nel cilindro del motore e chiudesse la parte superiore del cilindro, entrambi aumentato l'efficienza del motore a vapore.
L'avvento del motore a vapore di Watt ha reso possibili altri progressi tecnologici ed efficiente in termini di costi durante la rivoluzione industriale. I motori a vapore erano ampiamente utilizzati nei mulini e nelle miniere e venivano anche incorporati in diverse forme di trasporto, incluse navi, ferrovie e infine automobili. Watt ha trascorso gran parte della sua carriera continuando a perfezionare il motore a vapore.