瓦特在1765年研制成功了同汽缸分离的冷凝器，加以采取了精密加工、油润滑和设置节热层等措施，改进了纽可门蒸汽机，是热效率提高到3%以上。在1782年又研制成功了具有连杆、飞轮和离心调速器的双向蒸汽机，使蒸汽机可以把直线运动变为为连续而均匀的圆周运动，因而可以经过传动装置带动一切机器运转，给整个工业和交通运输业提供了一种可靠的通用动力机。从此动力机、传动机、工作机组成了机器生产的系统，这一划时代的成就是他在1794年获得了发明专利。