我們知道，瓦特發明的蒸汽機的工作原理是：通過燃燒煤來加熱水從而產生蒸汽，然后利用蒸汽在汽缸內膨脹做功，將熱能轉化為機械能，也就是化學能—熱能—機械能的轉化過程。而在這個過程中，少不了煤和水，因此，蒸汽火車上有一個重要的部門，那就是煤水車。煤水車的主要作用就是存放蒸汽機使用的煤和水，因而得名為煤水車。當然，為了更好地利用空間，它也用來存放機車工具和備用品等物資。為什么需要煤水車呢？因為，使用煤作為燃料的蒸汽機將化學能轉化為內能的效率、熱能轉化為機械能的效率都不是很高，在行駛過程中需要消耗大量的煤和水，所以需要專門存放煤和水的車輛。煤水車一般由水柜、煤槽、底架及轉向架等組成。為了方便給機車加煤和水，煤水車一般用中間牽引桿與機車連接在一起。起先是人工添加煤的，但隨著科技的進步，發明了加煤機，也就不再需要人往鍋爐里加煤了。

當然，并不是每一列蒸汽火車都有煤水車。有一些小功率的蒸汽火車，因為煤和水的消耗少，煤和水就直接存放在機車上，這種機車被稱為水柜式機車。

煤水車一角