原理来自卡诺热机
第一阶段，温度为的等温膨胀过程，系统从高温热源吸收热量；第二阶段，绝热膨胀过程，系统温度从 降到；第三阶段，温度为的等温压缩过程，系统把热量释放给低温热源 ；第四阶段，绝热压缩过程，系统温度从升高到。他研究的结论，就是人们总结的卡诺定理，其核心内容是：在相同高温热源与相同低温热源之间工作的一切可逆卡诺热机效率相同（在实现热的动力过程中，不存在任何不是由于体积变化而引起的温度变化的热机
蒸汽可以带动蒸汽机运行其原理是：
蒸汽推动活塞做往复运动，活塞通过连杆、摇杆、曲柄将往复直线运动转变为圆周运动。
蒸汽机中滑动阀门由偏心轮和连杆来控制。当活塞向右运动时偏心轮带动连杆推动滑动阀向左运动，当活塞运动到最左端时滑动阀挡住左侧进气口，使蒸汽不能进入左侧气缸。
当滑动阀向右运动同时滑块下方连接排气口，左侧低温气体由滑动阀下腔进入排气口排出。滑动阀运动到最左端后左侧排气口关闭，进气口打开，高温高压蒸汽进入右侧气缸，推动活塞向右运动，同时滑动阀在偏心轮的带动下向右运动，打开左侧排气道。
当活塞运动到最左端时，右侧进气道关闭，左侧排气口打开……如此往复，蒸汽不断推动活塞带动轮转动，蒸汽的内能转变为飞轮的动能对外做功，用皮带将机械与外边的皮带轮链接，就能利用蒸汽机实现工业生产。
