As locomotivas a vapor compõem-se de três partes principais: a caldeira, a máquina a vapor propriamente dita e o veículo. O calor é produzido pela queima de carvão ou de óleo combustível em uma fornalha. O calor transforma a água em vapor dentro de uma caldeira, e o vapor penetra nos cilindros. Nestes a pressão produzida pelo vapor comanda barras de aço denominadas êmbolos. Os êmbolos estão ligados às hastes de êmbolo (bielas), hastes mestras e hastes laterais, que movem as rodas. Uma locomotiva a vapor possui um vagão-reboque chamado tender que transporta o combustível e a água necessários à alimentação da máquina.

Utilizado para demonstrar vários efeitos físicos e a auxiliar a exposição de conceitos técnicos e científicos no âmbito da tecnologia do vapor.

A primeira locomotiva a vapor foi construída pelo Eng.º Britânico George Stephenson (1781-1848) em 1814. Este trabalhou como mineiro antes de se formar em engenharia. Inventou, também, a lanterna de segurança. Foi nomeado Eng.º da Stoktun and Darlington Railway.