人类在过去200 多年创造的物质财富要超过以前整个文明社会5000 年的总和，这一切都要归功于18 世纪后半期首先在英国发生的工业革命，工业革命不仅一劳永逸地开辟了人类物质文明的走向，而且为大英帝国的崛起一锤定音。
（一）纺织业的技术变革
印度成为英国的殖民地后，印度的棉织品迅速打入英国市场，英国本地的棉纺织业面临巨大的竞争压力，这就迫使该行业迅速改进技术，提高劳动生产率。由于棉纺织品作为生活必需品，市场前景最为广阔，最早的技术革新也就出现在这一行业。
英国的织布技术原本非常落后，工人一会儿把梭子往左抛，一会儿把梭子往右抛，一天织不了几尺布。1733 年，有个名叫凯伊的机械师发明了飞梭，只要用绳子一拉，梭子就会很快飞去，一下子把织布的速度提高了好几倍。但他的发明在当时并没有受到人们的欢迎，织工们纷纷抱怨这项发明害得他们面临失业，对凯伊恨之入骨，凯伊四处躲藏，最后只好坐船逃到法国去了。
虽然发明家本人受到了不公正的待遇，但飞梭的使用还是很快推广开来，织布的速度大大加快。这样一来，又出现了新的矛盾，即纺纱与织布的比例严重不平衡，长时期里出现“纱荒”
纺纱机械的真正突破性发明，要数木工兼织工哈格里夫斯在1765 年发明的“珍妮纺纱机”了。这项发明是棉纺织业发明中具有里程碑意义的标志性发明，因此也有人把这一年看成工业革命的开端之年。
1765 年，兰开郡的纺织工詹姆斯· 哈格里夫斯一天晚上回家的时候，不小心踢翻了女儿的纺纱车，他没有马上扶起纺纱车，却站在那里发愣，原来他看到被踢倒的纺纱车的轮子还在转，只是原先横着的纱锭现在变成直立的了。他突然产生一个新奇的想法：把几个纱锭都竖着排列，用一个纺轮带动，这样不就可以同时纺出许多的纱了吗？
于是，哈格里夫斯动手设计了一个能同时带动八个纱锭的新纺纱机，使纺纱速度提高了八倍。哈格里夫斯把这个发明归功于女儿珍妮，就给这个纺纱机取名为“珍妮纺纱机”此后，哈格里夫斯不断研究，最后使一台纺纱机可同时纺出80 ～120 根纱，大大提高了劳动生产率。但哈格里夫斯也遭到了和凯伊同样的境遇，他在家中进行试验成功后，不久又造了几架机器出卖，结果触犯了众怒，一些工人强行砸碎了他的机器，他被迫跑到诺丁汉郡，他的发明也被人剽窃了，由于当时还没有有效的专利保护制度，他也奈何不得。这位杰出的发明家，最后几年却过着穷困潦倒的生活。
珍妮纺纱机虽然可以一次纺几十根纱，但机器的动力却主要靠人工手摇，因此又有人试图解决动力问题。1768 年，一个叫阿克莱特的理发匠推出了水力纺纱机，他自己还在曼彻斯特建立了一个水力纺纱厂，几年后就拥有了数千纱锭和300 名工人。1792 年他去世时，因经营利润巨大的机纺业而成了百万富翁，还受封爵士。
珍妮机纺出的棉纱纤细但不结实，而水力机纺出纱结实粗硬，但触感上有点粗糙，于是又有人动脑筋想办法。1779 年有人发明了骡机，把珍妮机和水力机的优点结合起来，通过这种机器，在水力的作用下，一次可有三四百个纱锭转动，纺出的纱精细且有强度，既可作纬线，也可作经线。
由于纺纱速度的加快，纺与织之间供求的平衡再一次被打破，现在又轮到对织布机来做改造了。在许许多多的新发明中，以卡特莱特发明的水力织布机最受欢迎。用这种织机工作，生产效率可提高十倍，一台织布机可以抵得上40 个手工织匠同时劳动。这样，在棉纺厂之后，英格兰各地又出现了许多织布厂。
随着纺和织的技术日新月异，许多相关部门也相继采用了新的机器，棉纺织业便成了第一个全部采用机器生产的近代工业部门。
（二）瓦特改良蒸汽机
由于以水力为动力存在着自然地理环境的局限性，这就迫使人们去寻找和发现新的动力来源，从而导致了蒸汽机的发明。
一提到蒸汽机，很多人都以为是瓦特发明了蒸汽机，但实际上蒸汽装置的最早发明者并不是瓦特，而是一个叫巴本的法国物理学家。巴本在1689 年设计了一种大气压蒸汽抽水机，它借蒸汽冷凝形成真空，从而靠活塞在汽缸中的运动造成大气压，形成机械动力，虽然在理论上有划时代的突破，但可惜活塞运动形成的动力不足，没有多大实用意义。
第一个把蒸汽的力量用于工业目的的是苏格兰五金商兼铁匠托马斯· 纽可门，他通过加装配有冷水喷射器的锅炉，研制成功力更大有实际功用的蒸汽机。当时纽可门蒸汽机的主要用途是矿山排水，即把英国煤矿里的水抽出来，到18 世纪中叶几乎有100 多架这样的机器被人们使用。但纽可门蒸汽机有两大缺点：一是煤耗量很大，效率很低；二是只适用于抽水时所需要的直线运动。这两个缺点最终都由詹姆士· 瓦特设法补救。
1736 年1 月19 日，瓦特出生在苏格兰格拉斯哥市的一个富裕商人家庭，父亲是个造船工程师，瓦特在父亲的工厂里度过了自己的少年时代，学会了操纵机械、使用器具，并掌握了作为一名精密机械工应了解的技术。
1756 年，瓦特在格拉斯哥大学的一个机械车间当上仪器修理员，这是他一生的转折点，一方面该校具有较完善的仪器设备和先进技术，为他的工作创造了良好的技术条件。更重要的是，他在这里结识了英国化学家、物理学家布莱克等著名学者，他从他们那里学到了许多科学理论知识，这对他后来的发明工作有很大的裨益。
1764 年，瓦特在修理纽可门蒸汽机时，在布莱克教授的指导下，他找到了这种蒸汽机耗煤量大、效率低的原因，原来是汽缸在使气体膨胀和用水冷凝时一热一冷，损耗大量热量。瓦特于是在1765 年发明了把冷凝过程从汽缸中分离出来的分离式冷凝器，从而大大提高了蒸汽机的工作效率。1769 年，瓦特为自己的新技术申请了专利，并于1775 年制造出自己的节能蒸汽机。
初战告捷后，瓦特马上把精力投入到解决蒸汽机的活塞只能作往返直线运动的问题中，经过不懈努力，他想到把活塞往返直线运动变为旋转的圆周运动，这样就可以实现动力的传动。同年，他研制出了一套被称为“太阳和行星”的齿轮联动装置，终于把活塞的往返直线运动转变为齿轮的旋转运动。
为了进一步提高和增大蒸汽机的效率，瓦特试制出了一种带有双向装置的新气缸，并把引入到气缸里的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽，由此瓦特获得了他的第三项专利。
由于瓦特对蒸汽机的改造作出了卓越的贡献，致使后来的人误认为是瓦特发明了蒸汽机，瓦特从而赢得了“蒸汽机之父”的美誉。
1819 年8 月，功成名就的瓦特在伯明翰附近的思菲尔德郡的家中去世。他的讣告中是这样形容他改进的蒸汽机的：它武装了人类，使虚弱无力的双手变得力大无穷，健全了人类的大脑以处理一切难题。它为机械动力在未来创造奇迹打下了坚实的基础，将有助并报偿后代的劳动。
科学绝不是一种自私自利的享乐。有幸能够致力于科学研究的人，首先应该拿自己的学识为人类服务。
--瓦特
蒸汽机的历史意义，无论怎样夸大也不为过。他提供了治理和利用热能、为机械供给推动力的手段。因而，它结束了人类对于畜力、风力和水力由来已久的依赖。这时，一个巨大的新能源已为人类所获得。
--美国历史学家斯塔夫里阿诺斯
（三）世界工厂
蒸汽机的发明与推广，造成铁、煤需求的激增，因此引发了冶金业、采煤业的技术变革，推动了煤炭与钢铁产量的增长，煤炭与钢铁是工业化的两大标志，钢铁炼造工艺的改进以及产量的迅猛增长，为机器制造业的兴起奠定了基础。随着工业化的深入，机器结构越来越复杂，精密度要求越来越高，手工生产的机器已不能满足需要，于是催生了一门新的行业——机器制造业。1820 年左右，专门的机械厂开始建立起来，为全国各地的工厂输送机器设备，英国由此从原始的手工作坊阶段一下进入到机器大工业阶段。英国成为当时世界上唯一的机器设备出口国，英国就此成为当时主导工业生产的世界工厂。正如英国历史学家克拉潘所言：当18 世纪之末，新动力和新机器连同它们几乎无穷无尽变革中的能力在不列颠突飞猛进的时候，他们震撼了这个社会。
1851 年5 月1 日，成为世界工业霸主的英国，终于可以向全世界炫耀它的工业文明与财富了。就在这一天，英国举办了有史以来的第一次世界博览会。博览会的中心是位于伦敦海德公园的一座完全由玻璃和金属建成的巨型建筑——水晶宫。水晶宫占地19 英亩，高度为20.7 米，长度为563 米。数千名工匠花费22 周时间才完成，总造价高达8 万英镑，这在当时是一个令人难以想象的天文数字，可见，水晶宫本身就是英国富裕的标志。
水晶宫内陈列着约1.4 万家厂商提供的展品，其中英国厂商约占一半，这与英国在世界工业生产中的地位基本一致。作为第一个完成工业化的国家，英国提供的几乎全是工业品，而外国提供的几乎都是农产品或手工产品。英国参展的物品，代表了世界工业未来的发展方向。
