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。
複動式機関
単動式蒸気機関は一方向の動力のみで用が足りる鉱山の等の用途で長年にわたり使用されたが、ジェームズ・ワットが出力軸（クランクシャフト）から回転力を取り出せるようにの開発を試みた時に初めて複動式の概念が検討された。単気筒エンジンにおいて、複動式は単動式に比べてより円滑な出力が得られる。高圧機関としてリチャード・トレビシックによって開発された蒸気機関は複動式で、後年の大半の蒸気機関に継承された。