在舍巴利發明的基礎上, 進一步研究發明出實際安全可用的蒸汽機械的人, 是紐科門。紐科門是達得瑪斯鎮上一家鐵廠的工人, 舍巴利在製造蒸汽機的時候, 最感到頭痛的就是缺乏熟練的工人, 所以, 每次遇到複雜的蒸汽機工作時, 他就拿去請紐科門幫忙。久而久之, 紐科門這個原本對蒸汽機一無所知的工人也漸漸地開始對它感興趣了。
紐科門在自己家裡的庭院中做了一個模型, 加以實驗, 遇到不懂的問題, 他就去請教當地的大學問家瓦克博士。"如果巴巴恩所設計的活塞, 能夠早一步考慮到真空的問題, 是絕不至於失敗的。"瓦克博士的話給了紐科門很大的啟示。紐科門於是決定重新製造一臺蒸汽機, 他把巴巴恩和舍巴利的優點結合起來, 在原理上偏向於巴巴恩, 循著正確的軌道而行。紐科門機械的特色, 就是為了使氣壓有效地起作用, 才設有活塞。這是舍巴利機所沒有的特色, 因此所用的蒸汽的壓力, 遠較舍巴利機為低, 所以不需要擔心會爆炸的問題, 也就解決了蒸汽機械最起碼的安全問題。比巴巴恩機更為優秀的是, 為了使加熱方面得以經濟起見, 才設置了鍋爐。而且為了使蒸汽迅速地凝結, 並不像巴巴恩那樣把火移開, 而是把冷水直接噴射在蒸汽上。
1712 年, 紐科門機最初時雖然一分鐘只轉動十次, 但一分鐘卻能把550 公升的水, 提升到46。。 7 米的高度。單是這些工作就需要50匹馬, 因此紐科門機可以說是一個劃時代的成功。然而這個時候的紐科門機, 也有許多的不足。為了使內部的蒸汽凝結, 在汽筒的一邊噴射冷水, 但一定要配合其凝結的時間, 不然, 冷水一碰到鍋爐, 就大大地損失了熱量, 動作也因此緩慢起來。紐科門曾經改裝了一下蒸汽機械, 用冷水整個包住汽筒的周圍,可是冷水一下子就熱起來, 總歸是不方便。紐科門不斷地嘗試改進, 在一個偶然的機會, 讓他尋找到了改進機器的方法。
一開始, 紐科門為了不使空氣從活塞的周圍進入汽筒內, 總是用布或熟皮小心地塞在活塞上。這是一件煞費苦心的事, 而活塞上面也時常積聚了一些水。有一天, 紐科門為了檢查這個蒸汽機之所以不時地突然轉快的原因, 就詳細地看了一下。原來活塞上面有個洞, 水就從這個洞流到了汽筒裡面去。紐科門的腦中頓時浮起一個新的念頭。"如果使蒸汽能迅速地凝結, 只要把水噴到汽筒內, 不就解決問題了嗎?"於是, 紐科門不再用水來包住汽筒而改為冷水噴射裝置之後,這個蒸汽機的效率就大為提高了。
初期的蒸汽機, 扭動蒸汽進入汽筒的活門或噴射冷水的活門這類的工作需要靠人工來操作, 而且因為這種工作比較簡單, 所以大都由小孩子來擔任。有一個叫亨佛利·保達的少年一直從事這種枯燥而無聊的工作,他一面聽著朋友們嘻嘻哈哈玩耍的聲音, 一面瞧著那根上上下下不斷擺動的橫梁。突然之間, 他大叫一聲:"啊! 有了!"保達跳了起來, 並取了一個腳搭子, 在橫梁上系了根繩子, 拴在活栓上。這樣一來, 活栓就不需要用手去扭動, 而能夠隨著橫梁的上下一開一閉了。從此以後, 紐科門的蒸汽機就改為自動操縱了, 只要工人偶爾來巡視一下就行了。
不僅如此, 向來活塞的次數每分鐘不過是七八次而已, 現在也增加到了十五六次。對蒸汽機的改良, 這次真是取得了超過預期的效果。紐科門的這種蒸汽機, 在初期的時候使用的人並沒有想像中的那麼多, 但是到了1733 年這項發明的專利權期滿之後, 使用它的人快速增加, 迅速蔓延到整個英格蘭。到了18 世紀50 年代, 由於約翰斯萊頓等工程師使用了大口徑的鐵製汽缸, 並對其他一些零件做了改進, 紐科門式的蒸汽機在英國境內的應用, 在數量和功率方面都有了很大的提高。昔日的康沃爾礦山本來因為地下水的關係一度廢棄在有了紐科門蒸汽機, 又活躍了起來。
儘管紐科門式的蒸汽機已經在英格蘭普遍使用, 但是在蘇格蘭,似乎對於科技的反應比較慢一點, 直到1750 年, 斯達林格雪的亞爾芬斯頓的煤礦才開始裝設這種蒸汽機。十年以後, 格拉斯哥附近的煤礦才裝設了第二架蒸汽機, 且以"火花" 這一個綽號而出名。魯濱孫離開格拉斯哥之前, 曾經向瓦特提起自己的一個新觀點,既然蒸汽機械能夠被製造出來應用到實際生活之中, 為什麼只局限在礦坑抽水呢? 難道就不能用在其他方面嗎?魯濱孫離開之後, 研究這個問題的重擔, 就都落在了瓦特的身上。剛好就在這個時候, 瓦特獲悉了格拉斯哥大學的標本室裡有一架紐科門機的模型。
瓦特壓抑住內心的興奮跑到格拉斯哥大學, 找到了負責標本管理的布萊克教授。"你好, 布萊克教授, 我聽魯濱孫說您這裡有紐科門蒸汽機的模型, 是嗎?""有是有的, 不過大部分都損壞了!""損壞了也沒有關係, 給我看一下就行了。""好吧! 反正也已經損壞了, 不過瓦特先生您是出了名的無所不能, 也請你修理一下吧!""好的, 那麼, 請允許我把它帶回去研究吧!"瓦特就把這個模型帶回店鋪去了, 這是他第一次看到紐科門機的模型。這個模型的鍋爐較普通的開水壺還得小一點, 汽筒的直徑不過只有0。。 18 米, 長0。。 5 米而已, 簡直像玩具一樣。但是其中卻藏有他即將開始研究的所有東西。懷著激動的心情, 瓦特馬上把模型機械拆開。這是他一貫的做法, 直到領會了它的構造或操縱方法之後, 才將損壞的地方完全修好, 再好好地裝配起來。
瓦特迫不及待地生起了火, 把火放在鍋爐底下, 想轉動模型看看效果。水一開就冒出許多蒸汽來, 扭動活門, 蒸汽就進入那個小汽簡內, 咕隆咕隆地開始轉動了起來。"啊! 動了! 動了!"看到模型轉動了, 瓦特很開心, 但是奇怪的是活塞只動了三四下, 就突然停止了。"怎麼回事?" 瓦特又重複地試驗了一下, 但結果還是一樣。三次、四次、五次, 做了好幾次, 活塞仍然半途停了下來。"奇怪! 什麼緣故呢?"實驗似乎遇到了瓶頸, 瓦特將手裡的實驗暫時放下, 他立刻到圖書館去翻查書本, 想要從書中尋找到答案。遺憾的是, 書本中並沒有關於這種現象或者類似情景的描述,也就是說, 瓦特除了再進行大量重複的實驗之外, 沒有其他辦法。瓦特又把模型機械的各部分重新檢查了一番, 在經過好幾次同樣的實驗之後, 終於發現了問題出在什麼地方。