キュニョーの砲車
蒸気機関は17世紀末にドニ・パパンによって『ピストンを使った押し出し』が試作され、その後トーマス・セイヴァリが特許を取得し1712年にトーマス・ニューコメンにより『低圧を利用した吸引』（大気圧機関）が実用化され、鉱山などでの排水用ポンプの定置型動力として使われていた。いずれも、力が加わった後のピストンを元の位置に戻すためには重力など別の力を用いていた。1760年ごろになると複数の科学者が蒸気によって車を動かす試みをはじめた。キュニョーも軍事技術に携わったことから蒸気の使い方を学んでいた。ドイツの技師ヤーコプ・ロイポルト (: 1674-1727) が1724年に9分冊の著作『Theatrum machinarum generale』に影響を受けている。
路面機関車
欧州諸国で、19世紀後半頃から馬車軌道の動力化のため蒸気機関車の導入が進められ、次第に路面軌道上の使用に適した形態に改良が進んだ。発達が進んだものは、車体全体が客車のように腰板と屋根で覆われた形状となっており、また転車台を使用せず前後方向に自由に走行して客車を牽引できるよう、今日の入換用凸形機関車のように運転席も車体中央部に横向きに設けられている（機関助手は一般の蒸気機関車と同様にボイラー焚き口付近に位置する）。この形態の蒸気機関車はスチームトラムと呼ばれるが、日本での使用例はほとんどない。