1736年，詹姆斯·瓦特出生在英国苏格兰格拉斯哥市附近的一个格里诺克小镇，他的父亲是一个经验丰富的木匠，祖父和叔父都是机械工匠。少年时代的瓦特，由于家境贫苦和体弱多病，没有受过完整的正规教育。
但是，他在父母的教导下，一直坚持自学，很早就对物理和数学产生了兴趣。瓦特从6岁开始学习几何学，到15岁时就学完了《物理学原理》等书籍。他常常自己动手修理和制作起重机、滑车和一些航海器械。
随着智育的发展，瓦特对客观存在的一些事物都发生了浓厚兴趣，产生了好奇和钻研之心。这为他以后发明蒸汽机打下了良好的基础。在瓦特的故乡，家家户户都是生火烧水做饭。对这种司空见惯的事，有谁留过心呢？瓦特就留了心。
有一次，他在厨房里看祖母做饭。灶上坐着一壶开水，开水在沸腾，壶盖啪啪啪地作响，不停地往上跳动。瓦特观察好半天，感到很奇怪，猜不透这是什么缘故，就问祖母说：“是什么使壶盖跳动呢？”
祖母回答说：“水开了，就这样。”
瓦特没有满足，又追问：“为什么水开了壶盖就跳动？是什么东西推动它吗？”
祖母太忙了，便不耐烦地说：“不知道，小孩子刨根问底地问这些有什么意思呢？”
瓦特在祖母那里没有找到答案，心里很不舒服，可他并不灰心。连续几天，每当做饭时，他就蹲在火炉旁边细心地观察着。起初，壶盖很安稳，隔了一会儿，水要开了，发出哗哗的响声。
突然，壶里的水蒸气冒出来，推动壶盖跳动了。蒸汽不住地往上冒，壶盖也不停地跳动着，好像里边藏着个魔术师，在变戏法似的。瓦特高兴了，几乎叫出声来，他把壶盖揭开盖上，盖上又揭开，反复验证。
他还把杯子、勺子遮在水蒸气喷出的地方。瓦特终于弄清楚了，是水蒸气推动壶盖跳动，这水蒸气的力量还真不小呢！水蒸气推动壶盖跳动的物理现象，不正是瓦特发明蒸汽机的认识源泉吗？
1753年，瓦特到格拉斯哥市当徒工。由于收入过低不能维持生活，第二年他又到伦敦的一家仪表修理厂当徒工。凭借着自己的勤奋好学，他很快学会了制造那些难度较高的仪器。
1756年，瓦特进入格拉斯哥大学当了教学仪器的工人。这所学校拥有当时较为完善的仪器设备，这使瓦特在修理仪器时认识了先进的技术，开阔了眼界。这时，他对以蒸汽作动力的机械产生了浓厚的兴趣，开始收集有关资料，还为此学会了意大利文和德文。
1764年，学校请瓦特修理一台纽科门式蒸汽机，在修理的过程中，瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理，并且发现了这种蒸汽机的两大缺点：活塞动作不连续而且慢；蒸汽利用率低，浪费原料。以后，瓦特开始思考改进的办法。
1765年5月，一个星期日下午，瓦特坐在工作台前面，连实验也懒得去做。他时而坐在已经停止转动的机械前，静静地沉思，时而站起来，嘴里嘟囔着，在房间里走来走去。
对瓦特来说，一星期当中只有星期日下午的片刻时间，他才得以舒一口气。从教堂做完礼拜回来，瓦特和妻子简单地用过午饭后，瓦特对妻子说：“我出去走走。”
这是瓦特从少年时代就养成的一个习惯，每每他要思考什么问题的时候，就马上从家里跑出去，在故乡格利诺克的树林中踱来踱去，一直到日落西山才回家。瓦特尽可能地往行人稀少的路上走，他脑子里一直被一个问题所占据：“气筒需要蒸汽时就加热，要使它凝结时就加以冷却……冷却时尽可能使用大量的水，反之，加热时就尽可能用少量的水……”
在这几天当中，无论是睡觉、吃饭或工作，瓦特都不停地思考着这个问题。从大街到小巷，从广场到大路，瓦特足足走了差不多一个钟头。“要使气筒不必一冷一热地改变温度，就可以加快速度，并且不浪费蒸汽！”长期实验的结果，归纳起来就是这么一句话，而剩下来的就是技术问题了。这时，一片绿如油的草地映入瓦特眼帘，瓦特停下脚步，欣赏这美丽的景色，让紧张的大脑松弛一会儿，这使瓦特感到无比的舒畅。“唉！回家吧！”
瓦特伸了一个懒腰，然后慢条斯理地往家走，刚走过洗衣店，到达牧羊人所住的小屋时，又一个念头飞进了他的脑海。
“由于蒸汽是一种具有弹性的物体，因此，凡是有真空的地方，它就无孔不入。如果在汽缸和蒸汽室之间加一个通道，蒸汽就会进入里面而冷凝，这样就不用冷却汽缸，纽科门机的问题不就迎刃而解了吗？”
想到这里，瓦特便开始重新设想未来蒸汽机的构造：蒸汽因为具有推动力，所以能够冲入真空的容器里。要是把真空的容器附在气筒上，蒸汽经过气筒后就必定会进入那个容器里，那么，蒸汽就可以在那个容器里凝结，而不必在气筒中凝结。
也就是说，为了蒸汽的凝结，只要另外再做一个凝结器连接在气筒上就行了。这样一来，蒸汽就在那里凝结，而不需要再把气筒冷却，气筒就始终是真空的了。这样各种不同的作用，分别在不同的容器内进行，气筒就可一直保持热度，凝结器就可以永远使它冷却下去，这样一来，连一丝蒸汽也不会浪费掉了。
初步设想完成了，接下来的问题是如何把设想变为现实。瓦特又开始思考了，传统的纽科门机的冷凝器是如何使喷洒的水、凝结的水以及漏进来的空气排出去的呢？这个问题又在困扰着瓦特，经过反复的思考，他想出了一个办法：在下面设计一个排水口，将水自管子中挤压出来，当蒸汽冲进去时，又可以将空气也挤压出来。
瓦特的想法，一步一步地接近了成功的边缘。想到这里，他已走过了两条街。此时，他已得出结论——在气筒旁边再做一个冷凝器。瓦特有了这种奇妙的构想，便匆匆回到家里，一头钻进了实验室。第二天一早，瓦特跑到格拉斯哥大学的一位朋友家里：“你家里是不是有一个大的黄铜制的注水器？能不能暂时借我用一下？”
“好的，你拿去吧！反正是没有用的东西。可是，瓦特先生，你拿它干什么呢？”
瓦特微笑着说：“我想制造一个新的蒸汽机模型。”
瓦特把那个直径10厘米、长7.5厘米的注水器带回家后，马上把它改制成了气筒。瓦特最初的蒸汽机模型形成了：一个气筒，气筒
里面有一个活塞，活塞的最下面，有一个吊东西的钩子。
气筒通过管子与一个小锅炉相接，蒸汽沿管子进入环形气筒内，气筒因此能保持很高的温度。气筒旁边接着一个冷凝器，冷凝器顶上有一个可以排气的阀门，下面有一个排水的小管子。
小锅炉里产生的蒸汽顺着管子进入气筒，气筒里的空气就被压进冷凝器，随着蒸汽越来越多，冷凝器里的空气也从顶上的阀门被压出，这时冷凝器和气筒都充满了蒸汽。
然后，冷凝器被冷水制冷，里面的蒸汽凝成水，通过小管子不断挤出。与之相连的气筒内的蒸汽就不断地涌过来被凝结，气筒成了真空。这样活塞就被空气向上压，不断上升，活塞的钩子上所吊的东西就给吊起来了。这个装置比纽科门机先进了许多，它能充分地使蒸汽进入到小管子里凝结，由于不浪费蒸汽，效率大大提高了。“不错！不错!”瓦特高兴得拍起手来。瓦特成功了，他使以往所利用的大气压力改为蒸汽，使过去的气压机械一变而成为真正的蒸汽机械。
启迪之光
在一次午后惬意的散步中，瓦特得出这个发明。但分离凝结器的这种构想是瓦特在长期研究中，无数辛勤汗水的结晶。因此，我们从小就要做个有心人，要仔细观察，认真思考，锻炼和培养自己的分析、发现和发明能力。不放过身边的每一件小事，因为从小事中也能发现大道理。
