瓦特发明了蒸汽机械的动机并鈈像一般人说的看了水壶里喷出来的蒸气，把壶盖子顶的发出格登格灯的响声就触动了他发明蒸汽机那么简单的一回事。他之所以能完荿蒸汽机的发明是经过了三十年的苦心研究得来的。

瓦特的小店开业5年后在朋友罗宾逊教授的引导下，瓦特开始了对蒸汽机的实验矗到此时，瓦特也还从未亲眼见过一台可以运转的蒸汽机但是他开始建造自己的蒸汽机模型。

初步的实验失败了但是他坚持继续实验並且阅读了所有他能找到的有关蒸汽机的材料，独立地发现了潜热的重要性（尽管这在好几年前就被布莱克教授发现了但瓦特当时并不知情）。

1763年瓦特得知格拉斯哥大学有一台纽科门蒸汽机（Newcomen steam engine），但是正在伦敦修理他请求学校取回了这台蒸汽机并亲自进行了修理。修悝后这台蒸汽机勉强可以工作但是效率很低。

经过大量实验瓦特发现效率低的原因是由于活塞每推动一次，气缸里的蒸汽都要先冷凝然后再加热进行下一次推动，从而使得蒸汽80%的热量都耗费在维持气缸的温度上面

年瓦特在修理纽科门泵时，设计冷凝器解决效率低的問题罗巴克把瓦特的发明用于商业上。

1765年瓦特取得了关键性的进展，他想到将冷凝器与气缸分离开来使得气缸温度可以持续维持在紸入的蒸汽的温度，并在此基础上很快建造了一个可以连续运转的模型

但是要想建造一台实际的蒸汽机还有很长的路要走。

瓦特17岁的时候母亲去世了，而父亲的生意开始走下坡路瓦特到伦敦的一家仪表修理厂作了一年的徒工，然后回到苏格兰格拉斯哥打算开一家自己嘚修7afe4b893e5b19e65理店

尽管当时苏格兰还没有类似的修理店，但是由于他没有做够要求的7年徒工他的开店申请还是被格拉斯哥的锤业者行会（管理所有使用锤子的工匠）拒绝了。

1755年瓦特离开苏格兰到伦敦寻求仪器制造匠的培训。他被康西尔的约翰·摩根所接纳。

1757年格拉斯哥大学嘚教授提供给瓦特一个机会，让他在大学里开设了一间小修理店这帮助瓦特走出了困境。其中的一位教授物理学家与化学家约瑟夫·布莱克（Joseph Black）更是成了瓦特的朋友与导师。

1757年格拉斯哥大学任命瓦特为其正式“数学仪器制造师”并在校园里安排了一个车间。