El vapor de agua, fuerza motriz de la máquina, es producido en una caldera e introducido en un cilindro, dentro del cual empuja un embolo. Al mismo tiempo que realiza este trabajo, el vapor se enfría, su presión disminuye y, cuando el embolo retrocede. lo impulsa fácilmente hacia un condensador, enfriado por un sistema de agua exterior, donde es licuado. Una bomba extrae el agua del condensador y la lleva de nuevo a la caldera. La misma agua, utilizada sin ninguna pérdida, recorre así, indefinidamente y en el mismo sentido, el trayecto caldera-cilindro-condensador-caldera. Algunas máquinas no poseen condensador, y el agua no describe en ellas este ciclo. A la salida del cilindro, el vapor se disipa en la atmósfera: existe escape libre. como en el caso de las locomotoras.
La mayor parte de las máquinas son de doble efecto cada una de las dos cámaras de gases, colocadas a uno y otro lado del embolo, se pone alternativamente en comunicación, por medio de una corredera, con la caldera y con el condensador (o con la atmósfera); por eso, tanto a la ida como a la vuelta el pistón es motor. Para aprovechar al máximo el calor producido por el hogar, la caldera debe presentar una gran superficie de calentamiento, por cuyo motivo se emplean las calderas tubulares. En las calderas de tubos de humo, los gases calientes del hogar pasan por un haz de conductos tubulares situados en el seno de la masa de agua de la caldera. Por el contrario, en las calderas de tubos de agua, es el agua la que circula por los tubos. Estas últimas permiten la construcción de modelos de grandes dimensiones.
