와트는 스코틀랜드의 발명가였다. 와트는 증기 기관이 산업 전반에 걸쳐 성공적으로 사용될 수 있을 것이라고 확신했다. 와트는 영국의 공학자 뉴커먼(1663-1729)이 설계한 증기 기관을 개량하여 보다 효율적으로 만들었다. 와트의 연구에 힘입어 영국에서는 산업 혁명이 일어났다. 이 때 새로 개발된 와트 증기 기관은 1800년대의 영국 산업에 필요한 동력의 대부분을 공급했다. 일량이나 힘의 단위인 와트(W)는 제임스 와트의 이름을 따서 붙인 것이다. 전구나 난방기와 같은 대부분의 전기 장치에 사용되는 힘의 값은 와트(W)로 표시한다.

와트는 목수의 아들로 태어나 소년시절을 아버지 일터에서 보내는 동안 수세공(手細工)에 관심을 갖게 되었다. 그래머 스쿨을 마친 뒤, 1755년 런던으로 가 수학기계공 견습이 되었고, 1757년 글래스고대학 수학기계공으로 임명되었다. 1763년 최초 발명인 투시화법기를 만들어 낼 때까지 J.블랙, J.로벅 등의 과학자들과 교류하였다.

1764년 와트는 대학으로부터 뉴커먼 배수기관 모형의 수리를 의뢰받았다. 이 기관의 열효율이 좋지 못한 점을 발견하고 1765년 콘덴서를 분리하는 착상을 하였다. 이 착상을 로벅이 구체화하려고 하였으나 피스톤의 패킹 문제에 부딪쳐 개발은 진전되지 못했다.

동료인 크레이그가 죽자, 1767년~1774년까지 스코틀랜드 운하측량사로서 일하였다. 1768년 버밍엄의 업자 M.볼턴을 알게 되었고, 1769년 로벅의 원조를 받아 증기기관에 관한 최초의 특허를 받았다. 1773년 로벅이 파산하자 1774년 볼턴이 와트기관의 특허 소유권을 획득하였다.

1775년 볼턴은 와트의 특허권을 25년간 연장함으로써 버밍엄에 공장을 경영, 볼턴과 와트의 유명한 공동사업 ‘볼턴-와트 상회’가 문을 열게 되었다. 그들 최초기관은 1767년 운전을 개시하였으나, 실용화되기까지는 다시 5년이 걸려 이 기업은 1780년대까지는 이익을 보지 못하였다. 1775년~1780년대까지 와트는 그의 기관을 완성시키기 위하여 전력을 기울였다.

팽창작동 ·복동기관 ·유성기어장치의 회전기관(1782 특허) ·평행운동(1784) ·보일러의 매연방지장치(1785) ·원심조속기(1788) ·압력계(1790) 등의 발명과 마력의 단위에 의한 동력의 측정 등은 주요한 업적이다.

또 버밍엄의 진보적 과학자 등의 모임인 ‘달의 모임’의 핵심 멤버가 되었고, J.프리스틀리와 만나면서부터 화학에도 관심을 가지게 되었다. 1794년 새로운 기업 ‘볼튼-와트 및 가족상회’를 설립하여 점차 자녀들에게 사업을 이양해 가는 한편, 1795년 소호의 주조공장을 개설, 기관의 대량생산을 시작하였다. 그러나 1800년 최초 특허권의 기한이 만료됨으로써 볼턴과 공동사업도 막을 내리게 되었다. 그는 여생을 조각기계의 발명에 바치다가 히스필드에서 죽었다.