歐洲工業革命以機器大工業代替了工場手工業。機器大工業需要大量的燃料、原料，也要把生產出的產品送往各地。而在19世紀以前，運輸依靠水上船舶，陸地上只能依賴馬車，這遠遠不能滿足大工業的需要。機器大工業呼喚著現代運輸工具的誕生。

1814年，放牛娃出身的英國工程師斯蒂芬森造出了在鐵軌上行走的蒸汽機車，正式發明了火車。

斯蒂芬森出生于1781年，父親是煤礦上的蒸汽機司爐工，母親沒有工作。一家8口全靠父親的工資收入生活，日子過得很艱難。14歲那年，斯蒂芬森也來到煤礦，當上了一名見習司爐工。他很喜歡這個工作，別人下班后，他還認真地擦洗機器，清潔零部件。多次的拆拆裝裝，使他掌握了機器的結構。為了掌握更多的知識，斯蒂芬森在辛勤工作之余，還去夜校上課。他從沒上過學，開始學習時困難重重，但靠著勤奮鉆研，很快掌握了機械、制圖等方面的知識。一次，他用書本上學到的知識，結合工作的實際，設計了一臺機器。煤礦上的總工程師看到他設計的機器草圖，大加贊賞，這給了斯蒂芬森很大的鼓勵。他學習、工作更加努力勤奮，不久便成了一名熟練的機械修理工。

斯蒂芬森總結前輩們失敗的教訓，開始研制蒸汽機車，他改進了產生蒸氣的鍋爐，把立式鍋爐改成臥式鍋爐，并作出了一個極有遠見的重大決斷，決定把蒸汽機車放在軌道上行駛；在車輪的邊上加了輪緣，以防止火車出軌；又在承重的兩條路軌間加裝了一條有齒的軌枕。因為當時考慮蒸汽機車在軌道上行駛，雖可避免在一般道路上因自身太重而難以行走的缺點，可在軌道上也會產生車輪打滑的問題，所以，在機車上裝上棘輪，讓它在有齒的第三軌上滾動而帶動機車向前行駛。

1814年，斯蒂芬森的蒸汽機車火車頭問世了。他發明的這個鐵家伙有5噸重，車頭上有一個巨大的飛輪。這個飛輪可以利用慣性幫助機車運動，斯蒂芬森為他的發明取了個名字叫“布魯克”。這個布魯克可以帶動總重約30噸的8個車廂。在以后的10年中，他又造了11個與布魯克相似的火車頭。

斯蒂芬森的新發明也有很多缺點，首先是震動太大。有一次，甚至震翻了車；其次是速度不快。因此他并不以此為滿足，繼續研究提高機車功率的方法，采用了蒸氣鼓風法，把廢氣導引向上噴出煙囪，帶動后面的空氣，從而加強了通風。這個新設計使蒸汽機車進入實用階段。人們給它取了一個名字叫“火車”。

1825年9月27日，在英國的斯托克頓附近擠滿了4萬余名觀眾，銅管樂隊也整齊地站在鐵軌邊，人們翹首以待，望著那蜿蜒而去的鐵路。忽然人們聽到一聲激昂的汽笛聲，斯蒂芬森親自駕駛世界上第一列火車噴云吐霧地疾駛而來。火車頭后面拖著12節煤車，另外還有20節車廂，車廂里還乘著約450名旅客。火車漸漸駛近，大地在微微顫動。火車緩緩地停穩，人群中爆發出一陣雷鳴般的歡呼聲。銅管樂隊奏出激昂的樂曲，七門禮炮同時發放。這列火車以每小時24公里的速度，從達靈頓駛到了斯托克頓，鐵路運輸事業從此開始。

1828年2月，塞甘從英國引進了兩臺斯蒂芬森機車，在里昂一圣艾蒂安路段上使用。但他對這種機車并不十分滿意。1829年，他著手制造自己發明的管式鍋爐機車。這種機車的牽引力大大地超過了斯蒂芬森機車，但它的時速也只有10公里。因此，在制造十來臺以后，便停止了生產。但后來，41斯蒂芬森自己卻又采用了塞甘鍋爐作為他的新改進火車的原動力。

1829年曾舉行了一次機車比賽，斯蒂芬森的新機車“火箭”號，以每小時58公里的速度獲勝。以后，鐵路建設在英國、歐洲和北美洲迅速展開，斯蒂芬森成為這種革命性的運輸工具的主要發明者，從此陸路運輸的難題得以解決。