二、燃氣輪機
以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機。
中國在南宋高宗年間（1131～1162年）已有走馬燈的記載，它是渦輪機（透平）的雛形。15世紀末，意大利人列奧納多·達芬奇設計出煙氣轉動裝置，其原理與走馬燈相同。至17世紀中葉，透平原理在歐洲得到了較多應用。
1791年，英國人巴伯首次描述了燃氣輪機的工作過程。1872年，德國人施托爾策設計了一台燃氣輪機，並於1900～1904年進行了試驗，但因始終未能脫開起動機獨立運行而失敗。1905年，法國人勒梅爾和阿芒戈製成第一台能輸出功的燃氣輪機，但效率太低，僅3％～4％，因而未獲得實用。
1920年，德國人霍爾茨瓦特製成第一台實用的燃氣輪機，其效率為13％、功率為370千瓦，按等容加熱循環工作，但因等容加熱循環以斷續爆燃的方式加熱，存在許多重大缺點而被人們放棄。
隨著空氣動力學的發展，人們掌握了壓氣機葉片中氣體擴壓流動的特點，解決了設計高效率軸流式壓氣機的問題，因而在20世紀30年代中期出現了效率達85％的軸流式壓氣機。與此同時，透平效率也有了提高。在高溫材料方麵，出現了能承受600℃以上高溫的鉻鎳合金鋼等耐熱鋼，因而能采用較高的燃氣初溫。等壓加熱循環的燃氣輪機終於得到成功的應用。
1939年，在瑞士製成了4兆瓦發電用燃氣輪機，效率達18％。同年，在德國製造的噴氣式飛機試飛成功，它是以推力為4900牛的He-S3B渦輪噴氣發動機（一種航空發動機）作動力的。從此，燃氣輪機進入了實用階段，並開始迅速發展。
隨著高溫材料的不斷進展，以及透平采用冷卻葉片並不斷提高冷卻效果，燃氣初溫逐步提高，使燃氣輪機效率不斷提高。單機功率也不斷增大，在20世紀70年代中期出現了數種100兆瓦級的燃氣輪機，最高能達到130兆瓦。
與此同時，燃氣輪機的應用領域不斷擴大。1941年，瑞士製造的第一輛燃氣輪機機車（1.64兆瓦）通過了交貨試驗。1947年，英國製造的第一艘裝備燃氣輪機的艦艇下水，它以1.86兆瓦的燃氣輪機作加力動力。1950年，英國製成第一輛燃氣輪機汽車（75千瓦）。此後，燃氣輪機在更多的部門中獲得應用。
在燃氣輪機獲得廣泛應用的同時，還出現了燃氣輪機與其他熱機相結合的複合裝置。最早出現的是與活塞式內燃機相結合的裝置。20世紀50～60年代出現以自由活塞發氣機與燃氣輪機組成的自由活塞-燃氣輪機裝置，但由於笨重和係統較複雜，到20世紀70年代就停止了生產。此外，還發展了柴油機-燃氣輪機複合裝置。燃氣-蒸汽聯合循環裝置能有效地利用燃氣輪機高溫排氣的熱量，提高熱能的利用率，至20世紀70年代末，這類裝置的效率最高的已達46％。另有一類利用燃氣輪機排氣熱量供熱（或蒸汽）的全能量係統，可有效地節約能源，已用於多種工業生產中。
利用工廠生產過程中排放的壓力氣體在透平中膨脹作功，以帶動生產過程所需的壓氣機供氣的裝置，稱為能量回收裝置，這種裝置與廢氣渦輪增壓器類似。1936年，瑞士製成第一台能量回收裝置，用於催化裂化煉油廠中。
三、蒸汽機
將蒸汽的能量轉換為機械功的往複式動力機械。蒸汽機的出現曾引起了18世紀的工業革命。直到20世紀初，它仍然是世界上最重要的原動機，後來才逐漸讓位於內燃機和汽輪機等。
16世紀末到17世紀後期，英國的采礦業，特別是煤礦，已發展到相當的規模，單靠人力、畜力已難以滿足排除礦井地下水的要求，而現場又有豐富而廉價的煤作為燃料。現實的需要促使許多人，如英國的帕潘、薩弗裏、紐科門等致力於“以火力提水”的探索和試驗。薩弗裏製成的世界上第一台實用的蒸汽提水機，在1698年取得標名為“礦工之友”的英國專利。他將一個蛋形容器先充滿蒸汽，然後關閉進汽閥，在容器外噴淋冷水使容器內蒸汽冷凝而形成真空。打開進水閥，礦井底的水受大氣壓力作用經進水管吸入容器中；關閉進水閥，重開進汽閥，靠蒸汽壓力將容器中的水經排水閥壓出。待容器中的水被排空而充滿蒸汽時，關閉進汽閥和排水閥，重新噴水使蒸汽冷凝。如此反複循環，用兩個蛋形容器交替工作，可連續排水。