Mesin uap adalah mesin yang menggunakan uap dari air mendidih untuk membuatnya bergerak. Uap mendorong bagian-bagian mesin untuk membuatnya bergerak. Mesin uap dapat menggerakkan berbagai jenis mesin termasuk kendaraan dan generator listrik.
Mesin uap digunakan dalam pompa tambang mulai awal abad ke-18 dan banyak ditingkatkan oleh James Watt pada tahun 1770-an. Mesin uap sangat penting selama revolusi industri di mana mesin uap menggantikan kuda, kincir angin dan kincir air untuk mesin-mesin kerja.
Mesin uap pertama adalah mesin piston. Tekanan uap mendorong piston yang membuatnya bergerak di sepanjang silinder sehingga mereka memiliki gerakan timbal balik (bolak-balik). Ini bisa menggerakkan pompa secara langsung atau bekerja dengan engkol untuk memutar roda dan bekerja pada mesin. Mereka beroperasi pada tekanan rendah dan harus sangat besar untuk menghasilkan banyak tenaga.
Mesin uap digunakan di pabrik-pabrik untuk mengerjakan mesin-mesin dan di tambang untuk menggerakkan pompa. Kemudian, mesin yang lebih kecil dibangun yang dapat menggerakkan lokomotif kereta api dan kapal uap.
Uap untuk menggerakkan mesin uap dibuat dalam ketel uap yang memanaskan air untuk menghasilkan uap. Di sebagian besar tempat, api memanaskan ketel uap. Bahan bakar untuk api dapat berupa kayu, batu bara, atau minyak bumi. Energi nuklir atau energi matahari dapat digunakan sebagai pengganti api. Uap yang keluar dari ketel uap memberikan gaya pada piston. Sebuah katup mengirimkan uap ke salah satu ujung piston, kemudian ujung lainnya, untuk membuatnya bergerak maju dan mundur. Piston yang bergerak mendorong dan menarik batang piston, crosshead dan batang penghubung, untuk memutar roda atau menggerakkan mesin lainnya. Roda gila yang berputar berat menghaluskan tenaga dari piston. Governor mengontrol kecepatan mesin.
Saat ini banyak mesin uap yang masih bekerja. Selama abad ke-20, piston digantikan oleh turbin yang berputar seperti kincir angin yang didorong oleh semburan uap. Mesin ini berputar lebih cepat dengan efisiensi energi yang lebih besar daripada jenis asli mesin uap piston. Turbin-turbin ini digunakan di pembangkit listrik untuk mengoperasikan generator yang menghasilkan listrik. Beberapa kapal juga ditenagai oleh turbin uap. Ketel uap turbin uap dapat dipanaskan oleh berbagai jenis bahan bakar, bahkan reaktor nuklir di beberapa pembangkit listrik dan kapal perang.
