你聽說過「水壺的故事」嗎？故事中說，瓦特小的時候，看見爐子上壺裡的水沸騰了。蒸汽把壺蓋頂了起來，瓦特從中受到啟發，長大後發明了蒸汽機，成為著名的發明家。其實，那只不過是傳說而已，瓦特發明蒸汽機並不是他幼時的靈感，而是吸收前人的成果和他個人艱苦努力的結果。
1736年，瓦特生於英國造船業發達的格拉斯哥城附近的格裡諾克鎮。他的祖父和叔叔是機械工人，父親是造船工人。因為家裡窮，瓦特幾乎沒上過學，但在家庭的影響下，從小就懂得了不少機械製造的知識，培養了製造機械的興趣。瓦特18歲那年進格拉斯哥城學習手藝，後來又去倫敦專門學習機械製造業。1757年，瓦特到格拉斯格大學當實驗員，專門製作和修理教學儀器。大學為瓦特提供了良好的學習與實踐的機會。他孜孜不倦地學習，還掌握了德文和意大利文，一有機會就向大學裡的教授請教，有時還和他們爭論科學技術問題。
1763年，外邊送到大學裡的一台蒸汽機要瓦特負責修理。瓦特和另外幾個人詳細地研究起來。
這台蒸汽機是一個名叫紐克曼的蘇格蘭鐵匠發明製造的，這在當時是最先進的蒸汽機了。在紐克曼之前，有許多人都對蒸汽當作動力用於生產懷著很大的興趣。1688年，法國物理學家德尼斯·帕潘，曾用一個圓筒和活塞製造出第一台簡單的蒸汽機。但是，帕潘的發明沒有實際運用到工業生產上。十年後，英國人托易斯·塞維利發明了蒸汽抽水機，主要用於礦井抽水。1705年，紐克曼經過長期研究，綜合帕潘和塞維利發明的優點，創造了空氣蒸汽機。
經過認真研究，瓦特發現紐克曼蒸汽機有許多缺陷，主要是燃料耗費太大，笨拙，應用的範圍有限，只能用於礦井抽水和灌溉，瓦特決心造一台比它更好的蒸汽機。
一年之後，瓦特自己製造的蒸汽機開始點火了。但水沸騰起來之後，蒸汽機一動不動，水汽從裡面冒了出來，屋子裡搞得霧氣騰騰，原來蒸汽機漏汽，瓦特的第一次試驗失敗了。
「我一定能成功！」瓦特相信自己的能力。
但是，大學裡並不支持他製造蒸汽機。當時，造一台蒸汽機需要幾千英鎊，而瓦特一年的工資也才不過35英鎊，他只好向朋友求助。一個經營鐵工廠和煤廠，名叫巴克的朋友為他提供經費，給予他很多幫助。當試驗眼看就要成功的時候，巴克卻突然破產，瓦特又走投無路了。
「瓦特，我給你帶好消息了。」正當瓦特在自己的實驗室裡一籌莫展的時候，好心的巴克卻在四處奔走，想法為瓦特尋找支持者。
「什麼好消息，快告訴我。」瓦特興奮起來，感到事情又有希望了。
「伯明翰有一個鐵器製造商，叫馬太·波爾敦，他答應為你提供經費。」
「他有什麼條件？」
「他將為試制蒸汽機提供一切費用，並且維持你的生活，直到這個事業獲利為止。你要用蒸汽機專利權的三分之二，作為對他的補償。」
「好，我同意了！」
瓦特很快趕到伯明翰，在那裡，經過反覆實踐，終於在1796年製成了有分離冷凝器的單動式蒸汽機。這種蒸汽機比紐克曼的蒸汽機有顯著的優點，可節省75％的燃料。
瓦特並沒滿足於已取得的成就，1782年，他又成功地製造了聯協式蒸汽機。1784年，瓦特對它進行了改進，為它增加了一種自動調節蒸汽機速率的裝置，使它能適用於各種機械的運動。從此之後，紡織業、採礦業、冶金業、造紙業、陶瓷業等工業部門，都先後採用蒸汽機作為動力了。
1807年，美國人富爾把瓦特的蒸汽機裝在輪船上，從此，航運中的帆船時代結束了。
1814年，英國人史蒂芬把瓦特的蒸汽機裝在火車上，陸路運輸的新時代開始了。
19世紀三、四十年代，蒸汽機在歐洲和北美被廣泛採用，這就是所謂的「蒸汽時代。」
瓦特逝世於1819年，後人為了紀念他的偉大發明，把發電機和電動機的功率計算單位稱為「瓦特」。現代家庭用的電燈、電暖器、電熨斗的功率都稱為「瓦」，那是「瓦特」的簡稱，也是為了紀念他為人類作出的傑出貢獻。