Một động cơ hơi nước cần một nồi hơi súp de để đun nước sôi tạo hơi. Việc giãn nở của hơi tạo một lực đẩy lên piston hay các cánh tuốc bin và chuyển động thẳng được chuyển thành chuyển động quay để quay bánh xe hay truyền động cho các bộ phận cơ khí khác. Một trong những lợi thế của động cơ hơi nước là nó có thể sử dụng bất cứ nguồn nhiệt nào để đun nồi hơi nhưng các loại nguồn nhiệt thông dụng nhất là đun củi, than đá hay dầu hay sử dụng hơi nhiệt năng thu được từ lò phản ứng hạt nhân.

Động cơ hơi nước sở dĩ có thể vận hành được là do dựa vào sức mạnh của hơi nước làm máy hoạt động. Chúng ta lúc thường ngày đều đã từng đun nước sôi, khi nước trong ấm sôi bồng lên, chúng ta liền phát hiện thấy có hơi nước bay ra. Sức mạnh của những hơi nước này là rất lớn, có thể đẩy bật nắp ấm. Nếu như thay đổi một chút, dùng nồi thật to để đun nước, thì sức mạnh của hơi nước càng lớn. Khi nước bắt đầu bốc hơi, nếu chúng ta dẫn nó vào trong lỗ nhỏ, ví dụ như một đường ống, rồi lại để nó bốc hơi lên xung lực của nó sẽ càng mạnh mẽ, đủ để làm cho máy móc vận hành.Động cơ hơi nước chính là lợi dụng nguyên lý này, cho đến ngày nay, đầu máy hơi nước và máy điện báo vẫn được vận hành bằng hơi nước.