瓦特从小身体虚弱，到了入学年龄，仍不能去上学。过了入学年龄好几年，他才到镇上的学校学习。在学校里，他不喜欢与小朋友们打闹，只爱独自沉思默想。关于他的童年，曾有过一个广为人知的传说：有一天，小瓦特在家里看见一壶水开了，蒸汽把壶盖顶得噗噗地跳。这种常人司空见惯的现象却引起了他极浓厚的兴趣。他目不转睛地凝视那跳动的壶盖和冒出的蒸汽，苦思冥想其中的奥秘，一直看了一个多小时。由于瓦特常常会对他不熟悉、不认识的许多现象长时间地默默观察，有人因此说他是个“懒孩子”。其实正是这种好奇心和寻根问底的精神，后来引导他去努力探索世界的种种奥秘，攀登上科学的高峰。
13岁那年，瓦特对几何学发生了兴趣，15岁就读完了《几何学原理》这样艰深的书籍。后来他进入文法学校，数学成绩特别优秀。由于身体不好，他没到毕业就退学了。但是，他在家里坚持自学了天文学、化学、物理学和解剖学等多学科知识，并自学了好几种外语。瓦特17岁时到格拉斯哥的一家钟表店里当学徒。他在业余时间刻苦学习，进一步掌握了许多科技原理。在当学徒时他曾经动手制造过技术要求较高的罗盘、经纬仪等。21岁那年，他来到了格拉斯哥大学当教具实验员，负责修理和制造仪器，进一步熟悉了当时一些较先进的机械技术。在工作之余，他还埋头读书，并经常向老师和同学虚心求教，提高了自己的科学理论水平。
当时的格拉斯哥市是欧洲的烟草中心，这里的烟草商垄断了英国半数以上的烟草进口，瓦特的祖父就是他们之中的一员。烟草商赚钱的方式很简单，瓦特的祖父将满载着英国纺织品和其他制成品的大船，沿着哥伦布开辟的航线，开往北美洲英国的殖民地弗吉尼亚，卖掉之后，他又将从那里收购的烟草运回格拉斯哥，然后再转运到欧洲各地。由于船只往返都装满了货物，因此这种贸易方式赚钱很快，吸引了许多人参加。
瓦特父亲的生意比前辈更进一步，他成立了一个造船作坊，这个作坊同遍布英国的手工工场一样，没有什么机器，基本上靠工匠的手工技艺，虽然规模不大，但也吸引了几个因为圈地运动而失去土地的农民。凭借着与殖民地或直接或间接的贸易，瓦特的祖父和父亲都积累了不少财富，他们成了当地有名的财主，两人都当选过市参议员，瓦特的父亲甚至还当选过市长。工业革命前的英国，有很多像瓦特家族这样的家庭，在新教思想影响下，他们抛却了过去安贫乐道的价值观念，开始想办法发家致富。
当整个英国，甚至整个欧洲，都在伸直了脖子眼巴巴地盼望着那台可以产生无穷动力的机器的时候，最终制造出“万能蒸汽发动机”的瓦特，却正面临着一场前所未有的危机。1773年3月，瓦特的合伙人破产了，这不仅使他失去了稳定的收入，而且不得不变卖家产来还债。他向朋友抱怨说：“我还有妻子儿女，眼看自己变得雪染双鬓，却没有任何固定的职业来供养他们。”
不久，新的打击又降临到了不幸的瓦特头上。和他共同生活了10年，为他养育了4个儿女的妻子去世了，生活在瓦特面前崩溃了。1773年秋天，经历了破产和丧妻的双重打击之后，37岁的瓦特决定接受一位朋友的邀请前往俄国。他对自己的友人说：“眼下还有那么多的事情要做，可我又是这样的贫困。我对这片故土感到十分沮丧。”
但是此时的英国，这片让瓦特先生沮丧的故土，也许会让一个不成功的商人离开，但是绝不会让一个伟大的发明家就这样走出自己的视野，因为它早已建立起了将聪明才智纳入实用轨道的各种机制。这个机制的基石就是世界上第一部具有现代意义的专利法《垄断法规》。早在1624年，英国就已经开始实施《垄断法规》，其中明确规定：把专利权授予最早的发明者，专利权的对象是新创工业领域中的最早的发明，专利年限在14年以内。据统计，到1851年为止，英国总共颁发了13023项专利。英国政府通过法律的手段，有力地促进和保护了私人的发明积极性。
为了鼓励创新和发明，英国还授予水力纺纱机的发明者爵士头衔；奖给骡机发明者5000英镑；奖给水力织布机的发明者1万英镑。对财富和荣誉的渴求，使几乎所有的英国人都陷入了一种对新技术、新发明的狂热崇拜之中。一本英国刊物称：“工程技术的贡献大于战争和外交；它的贡献大于教堂和大学；它的贡献大于抽象的哲学和文学；在改变社会方面，它的贡献大于我们法律所作的贡献……”
在这种全民性的技术崇拜中，一个新兴阶层表现得最为虔诚，因为技术和发明与他们有着最为密切的利益关系。这个阶层当时被叫做“工厂主”，今天则被称为“企业家”。
1773年，正是他们中的一员挽留住了即将离去的瓦特，他的名字叫马修·博尔顿。博尔顿出生在英国伯明翰，1760年，他建造了一家当时最现代化的大工厂，工厂中装配了几十台机器，由1000名工人操作。在这家工厂里，生产着从发卡到望远镜等大小几十种当时被视为十分时髦的工业产品。
博尔顿家族几乎是在一无所有的情况下踏上了追逐财富的路途，起步时唯一可以依靠的就是勤奋。英国最初的一批工厂主大多和博尔顿家族有着类似的创业经历，当他们成功时，英国人干脆用industry这个词来称呼他们创造的生产部门。直到今天，在英语中“工业”和“勤奋”还是同一个词。
在博尔顿的身上除了勤奋的品质之外，还具备两种大多数商人所缺乏的品质：首创精神和卓越的商业判断力。几乎可以说，他是第一个意识到瓦特制造的机器将改变世界的人，而当时甚至连瓦特本人都没有意识到这一点。
后来当他和瓦特联手制造出第一台蒸汽机时，英国国王前来参观他的工厂，当国王问博尔顿正在忙什么时，他说：“陛下，我正忙于制造一种君主们梦寐以求的商品。”当国王大惑不解地问这种商品到底是什么时，博尔顿回答道：“是力量，陛下。”
正是由于这种远见卓识，博尔顿极力挽留瓦特，他在写给瓦特的信中说：“我将为发动机的竣工创造一切必要的条件，我们将向全世界提供各种规格的发动机。您需要一位‘助产士’来减轻负担，并且把您的产儿介绍给全世界。”
为了吸引瓦特留下来专心从事他的发明，博尔顿早已为瓦特准备好了需要的一切，他为瓦特建造了制造蒸汽机所必需的试验车间和厂房，他向瓦特保证制造蒸汽机所带来的一半收入将归瓦特所有，他甚至不惜让出了自己的旧居给瓦特一家居住。最终，犹豫再三的瓦特接受了博尔顿的盛情邀请，在博尔顿的工厂中重新开始了“蒸汽发动机”的研制工作。
1782年，一种全新的联动式蒸汽机在瓦特的手里诞生了。后来，人们把这种高效能蒸汽机看作是世界上第一次工业革命的图腾，瓦特也由此被称为“工业革命之父”。
瓦特是这样评价他自己的发明的：“蒸汽具有不可思议的力量，从来不曾有过哪一个巨人能具有这么大的力量。只消我们知道怎样去驾驶它，那么我们可以利用它来做的事将是无穷尽的。它不仅可以举动重物，还能够转动所有的机器。它将为我们拉动货车，推动船只，它能够耕田种地，它可以纺纱织布。几千年来，人们一直在做工，然而对它，却做梦也不曾想到去驾驶使之成为自己的仆人。”瓦特在工业革命中众多发明家中最为引人注目，他的发明运用范围之广和影响力之持久是无与伦比的。
蒸汽机的发明是工业革命具有决定性阶段的开始。短短几十年间，喧嚣嘈杂的工业社会取代了中世纪宁静的田园生活，工厂在英国各处像雨后春笋般建立起来，千百根烟囱、千百座厂房拔地而起，财富不知从什么地方涌现出来，棉、铁、煤滚滚涌向世界。城市逐渐取代农村。一个崭新的工业社会诞生了。
专题：叩响电气时代大门的法拉第
曾有一个政治家问法拉第，他的发明有什么用处。他回答说：“我现在还不知道，但有一天你将从它们身上去抽税。”
法拉第在1831年发现的电磁感应现象，预告了发电机的诞生，开创了电气化的新时代。他毕生致力于研究的科学理论——场的理论，引起了物理学的革命。
