Pada 1698, Thomas Savery, seorang insinyur dan ilmuwan, mematenkan sebuah mesin yang dapat secara efektif mengambil air dari tambang yang tergenang air menggunakan tekanan uap. Savery menggunakan prinsip yang ditetapkan oleh Denis Papin, fisikawan Inggris kelahiran Prancis yang menemukan pressure cooker. Ide Papin seputar mesin uap silinder dan piston sebelumnya tidak digunakan untuk membangun mesin yang berfungsi. Namun, pada 1705, Savery telah mengubah ide Papin menjadi penemuan yang berguna.
Dengan menggunakan dua ketel uap, Savery merancang sistem yang hampir berkesinambungan untuk memompa air dari tambang. Namun terlepas dari kesuksesan awal sistem Savery, perlu diketahui bahwa mesinnya hanya mampu menarik air dari kedalaman yang dangkal, harus menjadi perhatian ekstra jika mesin uap berfungsi di tambang yang dalam.
Pada 1711 orang Inggris lainnya, Thomas Newcomen, mengembangkan cara yang lebih baik untuk memompa air dari tambang. Sistemnya menggunakan mesin uap yang didesain ulang yang menghilangkan kebutuhan akan tekanan uap yang terakumulasi cacat dalam sistem Savery yang menyebabkan banyak ledakan yang tidak menguntungkan. Mesin Newcomen dinamakan "atmosfer" karena tingkat tekanan uap yang digunakannya mendekati tekanan atmosfer. Mesin ini menjadi mesin komersial pertama yang berhasil menggunakan uap untuk mengoperasikan pompa air.
Meskipun mesin ini terbilang lebih maju dari punya Savery, mesin atmosfer Newcomen juga memiliki kekurangan. Mesin ini sangat tidak efisien, membutuhkan aliran air dingin yang konstan untuk mendinginkan silinder uap yang sangat penting (bagian dari mesin di mana tekanan uap diubah menjadi gerakan), serta sumber energi yang konstan untuk memanaskan silinder kembali.