蒸汽機車是蒸汽機在交通工具上運用的好范例。蒸汽機車回收,廢舊火車頭改裝,蒸汽機車供應商分享我們都知道，蒸汽機是靠蒸汽的膨脹作用來作功的，蒸汽機車的工作原理也不例外。當司爐把煤填入爐膛時，煤在燃燒過程中，它蘊藏的化學能就轉換成熱能，把機車鍋爐中的水加熱、汽化，形成400℃以上的過熱蒸汽，再進入蒸汽機膨脹作功，推動汽機活塞往復運動，活塞通過連桿、搖桿，將往復直線運動變為輪轉圓周運動，帶動機車動輪旋轉，從而牽引列車前進。

從這個工作過程可以看出，蒸汽機車必須具備鍋爐、汽機和走行三個基本部分。

鍋爐是燃料（一般是煤）燃燒將水加熱使之蒸發為蒸汽，并貯存蒸汽的設備。它由火箱、鍋胴和煙箱所組成。火箱位于鍋爐的后部，是煤燃燒的地方，在內外火箱之間容納著水和高壓蒸汽。鍋爐的中間部分是鍋胴，內部橫裝大大小小的煙管，煙管外面貯存鍋水。這樣，煙管既能排出火箱內的燃氣又能增加加熱面積。燃氣在煙管通過時，將熱傳給鍋水或蒸汽，提高了鍋爐的蒸發率。鍋爐的前部是煙箱，它利用通風裝置將燃氣排出，并使空氣由爐床下部進入火箱，達到誘導通風的目的。鍋爐還安裝有汽表、水表、安全閥、注水器等附屬裝置。

汽機是將蒸汽的熱能轉變為機械能的設備。它由汽室、汽缸、傳動機構和配汽機構所組成。汽室與汽缸是兩個相疊的圓筒，在機車的前端兩側各有一組。上部的汽室與下部的汽缸組合，通過進汽、排汽推動活塞往復運動。配汽機構是使汽閥按一定的規律進汽和排汽。傳動機構則是通過活塞桿、十字頭、搖桿、連桿等，把活塞的往復運動變成動輪的圓周運動。
蒸汽機車的走行部分包括輪對、軸箱和彈簧裝置等部件。輪對分導輪、動輪、從輪三種。安裝在機車前轉向架上的小輪對叫導向輪對，機車前進時，它在前面引導，使機車順利通過曲線。機車中部能產生牽引力的大輪對叫動輪。機車后轉向架上的小輪對叫從輪，除了擔負一部分重量外，當機車倒行時還能起導輪作用。軸箱和車輛的滑動軸承軸箱相類似，主要起潤滑作用，防止車軸在高速運行時過熱。彈簧裝置的作用主要是緩和運行時的振動，減輕車輪對線路的沖擊，另外還能把車架上部的重量平均分配給各個輪對。

蒸汽機車除了這三大部分外，還有將這三部分組成整體的車架，以及用來供應機車用煤用水的煤水車等。