Tvaika dzinējs sastāv no ārdedzes dzinēja, kas pārveido noteikta ūdens daudzuma siltuma enerģiju mehāniskā enerģijā. Šis process tiek veikts divos posmos: vispirms tiek iegūti ūdens tvaiki, kas ir karsēšanas produkts pilnībā slēgtā katlā, pateicoties degvielas, vai nu ogļu, vai koksnes, sadedzināšanai.
Pēc tam zem spiediena tvaiks tiek ievadīts cilindrā, virzot virzuli pilnā mērā. Tas tiek darīts, izmantojot spararatu un šarnīra mehānismu; tas var kļūt par rotējošu elementu. Tagad, kad virzulis ir sasniedzis gājiena beigas, tas atkal atgriežas sākotnējā stāvoklī, tādējādi atbrīvojot ūdens tvaikus.
Tvaika dzinēji bija ļoti populāri laikā rūpniecisko revolūciju, viņu uzdevums bija ļoti svarīgi, jo caur tiem varētu likt pat mašīnas un dažādas iekārtas, piemēram, vilcienu, kuģu dzinēji, sūkņi, uc
Šo ierīču nozīme ir to iejaukšanās rūpnieciskajā revolūcijā, jo tā mainīja civilizācijas vēstures gaitu, jo šo mašīnu ražošanas rezultātā tika panākta ekonomiska ekspansija, kāda Anglijā vēl nebija redzama
Pirmās tvaika mašīnas Ēģiptē izgatavoja Aleksandrs Herons. Tomēr daudziem autoriem nav izdevies precīzi noteikt datumu, kad izgudroja tvaika dzinējus. Šo mašīnu autorību gribēja attiecināt uz daudziem izgudrotājiem, tomēr viss ir bijis veltīgi, jo viņu evolūcijas vēsture bija pilna ar nosaukumiem. Sākot ar Herona elementāro mašīnu līdz Džeimsa Vata modernajai mašīnai, laika gaitā šie artefakti ir daudz uzlaboti. Tas novedis pie tā, ka sākotnējais dizains pakāpeniski tiek aizstāts ar pašreizējiem tvaika dzinējiem.
Mūsdienu tvaika dzinējiem ir iespēja siltuma enerģiju pārveidot par elektroenerģiju. Mūsdienu mašīnas rada pastāvīgu ūdens tvaiku plūsmu, un tās sauc par "turbīnām". Ir svarīgi atzīmēt, ka citu tehnisko resursu parādīšanās dēļ pašlaik tvaika dzinēji tiek izmantoti tikai reizēm vai kā papildu elements.
