Deze stoommachine werd in 1712 ontworpen door Thomas Newcomen. Het was de eerste machine waarmee stoom effectief werd ingezet om een mechanische beweging te verkrijgen. Het wordt ook wel een atmosferische machine genoemd, omdat hij werkt met atmosferische druk. Door stoom vanuit de boiler in de cilinder te laten, wordt de zuiger daarin omhoog geduwd. Vervolgens laat men koud water in de cilinder, waardoor de stoom condenseert. Hierdoor valt de druk onder de zuiger weg, en zal deze door de atmosferische druk weer naar beneden zakken. Waarna het proces wordt herhaald. Newcomens machine werd vooral gebruikt om water uit mijnen te pompen. De zuiger in de cilinder werd daarom met een hefboom verbonden aan de zuiger van een waterpomp. Als de zuiger in de cilinder omhoog ging, trok deze de hefboom omhoog en duwde de waterpompzuiger omlaag. En andersom. Om Newcomens machine te bedienen waren altijd twee man nodig: een stoker en iemand die de kranen voor stoom en water bediende. Het model van Newcomen werd uiteindelijk sterk verbeterd door James Watt.