蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成。汽缸和底座是静止部分。

在蒸汽锅炉中，通过燃烧过程水沸腾为蒸汽。通过管道蒸汽被送到汽缸。阀门控制蒸汽到达汽缸的时间，经主汽阀和节流阀进入滑阀室，受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧，推动活塞运动。蒸汽在汽缸内推动活塞做功，冷却的蒸汽通过管道被引入冷凝器重新凝结为水，这个过程在蒸汽机运动时不断重复。

一般的蒸汽机有三个汽缸组成一个组。蒸汽机直接将活塞的上下运动转化为船轴的旋转运动。新造的蒸汽机中还包含了一个小的涡轮机，从汽缸中出来的蒸汽还可以利用它的余热在推动这个涡轮机来提高整个驱动装置的效率。

杜承学所发明的这台蒸汽机，从工作原理上来说，就是后世在英国出现的往复传导式，从锅炉出来的高压蒸汽首先推动第一个和最小的一个活塞。当这个活塞开始回退时一部分扩张的蒸气被驱入第二个汽缸推动它的活塞，这样继续使用在第一个汽缸膨胀的蒸汽。第三个汽缸使用在第二个汽缸中膨胀的蒸汽。

这种蒸汽机尤其对海上的轮船非常重要，因为它的蒸汽在做功的过程中不断减压后可以重新进入锅炉加热。海上的轮船必须节约用水，因为它可能很长时间无法补充水，而陆上的蒸汽机则可以不断加水。

蒸汽机的出现，在历史上的意义绝对是划时代的，因为它的出现直接推动了西方世界的工业革命，工业革命于18世纪60年代首先从英国开始，大量向外扩展则在19世纪初。因此，从宏观的角度分析，世界近代史的第二个时期，即蒸汽时代起于19世纪初，止于19世纪70年代的第二次工业革命。在这个时期，资本主义的机器大革命开始出现，资本主义的世界体系开始初步确立。一种新的动力机器蒸汽机的发明和应用，将人类带入了蒸汽时代。

工业革命的基本特征是机器大生产代替手工劳动，工厂取代手工工场，资本主义经济战胜了封建主义经济，人类社会开始从农业文明进入工业文明。在这个阶段，自由资本主义盛行，经济危机开始出现。

英国最先具备了政治和经济的前提条件，因此工业革命首先从英国开始，从19世纪开始又向欧美国家扩展开来。1825年经济危机首先从英国开始，标志英国国内市场统一；1847年经济危机蔓延欧洲大陆，标志欧洲市场统一；1857年第一次世界性的经济危机，又标志着世界资本主义市场的初步形成，整个世界开始在此基础上连成一体。由于科技、市场、资本等方面的优势，英国在世界经济格局中独占鳌头，成为“世界工厂”。

18世纪中期，英国商品越来越多的销往海外，手工工场的生产供不应求于是哈格里夫斯发明了珍妮机。珍妮机的出现使纺织效率提高了40倍以上。1771年阿科莱特在德比设立了第一座水力纺纱厂，1782年瓦特发明联动式蒸汽机。近代大工业诞生了，并确立了新的组织管理形式，资本主义大工厂制度，因此工业资本主义开始占主导地位。

资本主义制度在全世界确立的同时，资产阶级征服世界的活动也空前加剧了。由于工业革命的进行，这个时期的殖民活动从野蛮掠夺的形式发展到抢占原料产地和商品市场，大批亚非国家和地区被强行纳入资本主义体系，成为殖民地和半殖民地。至此，资本主义制度在世界上得以确立。通过革命改革运动和征服殖民地两种途径，资本主义世界体系初步形成了。

可以说，英国之所以能够成为日后那个强盛的日不落帝国，完全是在工业革命的推动下完成的，而工业革命的爆发，则是因为一台小小的蒸汽机。

历史上的中国也曾有人致力于蒸汽机械的研发，比如历史上第一辆蒸汽汽车就诞生于中国，更确切地说，是在北京制造的。

公元1672年，一位比利时籍传教士南怀仁，在北京制造出了蒸气动力机械装置，成为第一辆四轮蒸汽汽车。当此之时，瓦特还没出生，比他制成的复式蒸汽机早了115年，比西明顿将蒸汽机应用于轮船早123年，比司蒂芬孙用于火车早150年，比布尔用于汽车早200年。

人在追求科学的道路上是永远不会停住脚步的，比如动力能源，从最开始的人、畜，到蒸汽、汽油，以及之后的太阳能、氢、核，哪一步都是人类扩大张力的结果。

譬如马，从桀骜不逊到老骥伏枥，人类付出了多么漫长的驯化过程，才使足步远出。而蒸汽的使用，无疑是动力能源一次革命，动物从巨大的劳动负荷中解脱出来。那个英国人瓦特发明了蒸汽机，自1765年始，人类进入“蒸汽机时代”，心智也就更高、更远。

原本中国是又希望站在历史前端的，只可惜南怀仁的发明在当时并没什么反响，以至沉寂多年。

南怀仁是何许人也，为什么能在中国试制汽车？