威廉·默多克是瓦特的得力助手，他想起瓦特曾說過蒸汽機可以用作交通運輸的動力，就朝這個方向設想，並開始動手研製。5年以後，默多克製作出蒸汽機車的模型，並得到了很好的應用。當時，礦上的人們首先換上了蒸汽機車。人們專門修建了蒸汽機車的軌道，用來順利地運送礦石及其他物品。
有些人開始研究：既然能運輸貨物，應該一樣可以運輸人才對。英國的礦山技師特萊維茨克開始琢磨這個問題，1803年。世界上第一台蒸汽機車誕生了，這種機車每小時可以行駛6000米左右。
但它面臨的危險是出軌，特萊維茨克反覆試驗都沒能很好地解決因震動引起的零件鬆動脫落以及出軌問題。
繼默多克、特萊維茨克二人之後，一個叫喬治·史蒂芬遜的工程師又開始了蒸汽機車的研製工作。
1781年，史蒂芬遜出生在英國一個貧窮礦工家庭，他本人14歲時也當上了煤礦礦工。史蒂芬遜對煤礦工人的苦難生活有極深的體會。工人們挖煤、運煤，受苦受累不說，而且相當危險。
史蒂芬遜決心為工人們製造出更加高效率的機車，為大家謀福利。他憑著4年礦工生活積累的對機車構造和性能的經驗，要補充科技文化知識，好進一步研究。
1814年，史蒂芬遜研製的第一輛蒸汽機車在達林頓的礦區鐵路上試運行，效果比較理想，速度和動力明顯進步了。
但是機車就像一頭怪獸，瘋狂叫囂，濃煙滾滾。火車開動的時候。地動山搖一般，軌道搖搖晃晃，車子異常顛簸，煙筒冒出滾滾黑煙，火星四射。這個場面太嚇人了，附近的樹都被煙筒冒出的火焰燒著了，熏得漆黑。最危險的是，鍋爐的溫度散不出去，急劇升高，有爆炸的危險。
據說，附近的農民還責怪他的火車聲響又尖又大，把附近的牛都嚇跑了，跟他吵架，找他算帳。
面對這些困難，史蒂芬森沒有灰心，他進行了一系列改進。
他用導氣管把噴出的蒸汽廢氣引到煙筒里，就把噪聲減小了。由於廢氣排得快，因此加快了爐內的空氣循環，使爐內的煤燃燒加快，發出更多的功率，使機車的牽引力變得更大了。
不僅如此，史蒂芬遜還改進了車廂，增加了彈簧以防止震動過於猛烈，他還用熟鐵來代替生鐵用作路軌，並且在枕木下加鋪小石塊，增加車輪用來分散壓力。史蒂芬遜還想到了要把鍋爐安裝在車頭，這樣可以減少爆炸帶來的損失和傷害。
從1823年起，在英國的“煤都”達林頓和海港城市斯多頓之間修建了一條商用鐵路，政府讓史蒂芬遜主持修建。1825年9月27日，史蒂芬遜勸服了政府，在這條路上行駛蒸汽機車，開始試車。