1、纽科门蒸汽机又称大气压蒸汽机，科学原理是水蒸汽凝结体积减小、气缸变为真空，技术原理是大气压力大于真空，推动活塞做功进行往复运动。技术原理图如下：

2、瓦特改良纽科门蒸汽机时引入冷凝器，提高了纽科门蒸汽机的效率，但并未改变大气压做功的原理。

瓦特自己如下描述这次发明：“我在一个晴朗的午后去散步，从夏洛特大街的尽头步入草原，
路过古老而狭小的洗衣房，那时，我正在思考着发动机的事，当走到家畜小棚时，忽然闪现出下面
这种念头：水蒸汽是弹性体(steam is an elastic body)。因此，它能依靠自己的力量流入真空。
如果把汽缸和废汽贮罐用管道连接起来，水蒸汽也许会流入废汽贮罐而冷凝，这就不必像以前那样
使汽缸冷却导致水蒸汽在汽缸内冷凝了。—(他相当详细地介绍了用喷水法和活塞泵法排除冷凝器中
积水和空气以保持真空的方法，并对此具体进行数据分析而达到定案的过程)—在我走到高尔夫球场
之前，所有的事情都在我心中考虑好了”。
  这已经是一个很大的创造。但在这个阶段里，活塞在做主要功的行程中，仍需依靠大气压力，
所以它还未能脱离开大气压蒸汽机的范畴。

  1769年，瓦特制成了直接用高压水蒸汽推动活塞做主要功的原型蒸汽机(在这种蒸汽机中，过去
担任“主角”推动活塞做主要功的大气压力反而变得碍事了)，蒸汽机的性能因此得到了飞跃提高，
成为推动产业革命的动力源。这才是技术原理发生本质改变的一大创造。
               ——（日）北郷薰著《工程设计学基础》，机械工业出版社

3、瓦特蒸汽机的科学原理是”水蒸汽是弹性体“、满足气体状态方程，技术原理是水蒸汽温度越高压力越大、直接推动活塞做功，此时大气压反而成了阻力。技术原理图如下：

4、下一步，用燃气取代水蒸汽，内燃机被这样发明创造出来了。