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蒸汽機車是利用蒸汽機，把燃料（一般用煤）的化學能變成熱能，再變成機械能，而使機車運行的一種火車機車。1814年，英國人喬治·斯蒂芬森發明了臺蒸汽機車，從此開始，人類加快了進入工業時代的腳步，蒸汽機車成為這個時代文化和社會進步的重要標志和關鍵工具。在十九世紀先出現的機車是以蒸汽推動的。到二次大戰結束時，蒸汽機車仍是常見的機車。部蒸汽機車是由英國人喬治·斯蒂芬森（George Stephenson,1781--1848)制造的，1814年，他研制的輛蒸汽機車“布拉策號”試運行成功。1825年9月27日，斯蒂芬森親自駕駛他同別人合作設計制造的“旅行者號”蒸汽機車在新鋪設的鐵路上試車，并獲得成功。蒸汽機在交通運輸業中的應用，使人類邁入了“火車時代”，迅速的擴大了人類的活動范圍。

蒸汽機車的速度紀錄是由英國的 4-6-2 Mallard 所創下。1938年7月3日，4668號 Mallard拖著六個車廂，在一個稍微下坡路段創下時速126英里(203公里)的紀錄。德國、美國的蒸汽機車亦達到接近的速度。一般認為這是蒸汽機車的速度極限。蒸汽機車在二十世紀中開始被內燃機車所取代。1960年代末，上仍然有使用蒸汽機車作商業運作的已寥寥無幾。到了二十世紀末，蒸汽機車在北美洲及歐洲基本上已被完全淘汰，只會間中在特別為鐵道迷及游客安排的路線上行走。墨西哥仍有很少量的蒸汽機車在偏遠的地方運作。

在中國，某些地區煤炭的價格比石油低很多，使蒸汽機車仍然有它們的價值。中國曾經是全球後一個制造大型蒸汽機車的，位于山西的大同車廠一直生產蒸汽機車至1988年；但中國蒸汽機車的數量亦在迅速減少。印度曾經大量使用蒸汽機車，但它們只會在空氣稀薄的山區運作。2005年12月9日，在內蒙古大板附近的鐵道邊上，后一列蒸汽機車執行完任務后，見證了蒸汽機車退出干線運營的后一刻。