18世纪60年代在英国开始工业革命的同时，也出现了近代以来的第一次技术革命，它开始于纺织工业的机械化。如上所述，英国的工业革命是从纺织部门开始的，但不是传统的毛纺织业，而是新兴的棉纺织业。因为毛纺织业是英国最主要的工业部门，它有雄厚的基础和充足的原料，并在世界市场上处于垄断地位，对改革技术的需要并不迫切。棉纺织业则不同，它的技术基础薄弱，设备简陋，而且在国内被毛纺织业看作是最危险的竞争者，受到种种限制和打击，此外，还受到品质优良的印度棉布的强烈竞争，因此，棉纺织业迫切要求革新技术。同时，棉纺织业是没有旧传统约束的后起工业部门，也比较易于进行技术革新。

棉纺织业分为纺纱和织布两个主要部门。1733年钟表匠约翰凯伊（John　Kay，1704—1714）发明了飞梭，用飞梭的自动往返代替了手工投递，提高了一倍的织布效率，并使布面加宽。使用飞梭之后，造成纺与织之间的严重不平衡，长期发生“纱荒”。1764年织工兼工匠哈格里夫斯（James　Hargreaves，1720—1778）发明了手摇纺纱机（珍妮机），把原来水平放置的单锭纺车改造成竖直放置的多锭纺车，使纺纱效率提高了十几倍。珍妮机解决了纺纱和织布供需不协调的状况，成为手工工具向机器转变的典型。珍妮机带动的纱锭日益增多，使人力作为动力越来越难以胜任。1768年阿克莱特（Sir　Richard　Arkwright，1732—1793）利用了赫斯的发明而制成了水力纺纱机。水力纺纱机的应用，一方面因为它用水力作动力，使纺纱成本大大降低，开始大量排挤个体纺纱工；另一方面，水力机体积大，又必须在特定的地点使用，因而它不能安置在一般家庭中，必须另建厂房集中大量工人工作，这就奠定了工厂制度的基础。

标志着纺纱机革新完成的是克伦普顿（Samuel　Crompton，1753—1827）发明的骡机。过去的两种工作机虽然都能解决一些问题，但仍各有不足。珍妮机纺出的纱线精细但不结实，而水力纺纱机纺出的纱线结实但又太粗糙。童工出身的克伦普顿在大量实际操作经验的基础上，于1774—1779年间把水力机动力较大的优点与珍妮机带纱锭较多的优点结合起来，设计了一架纺出的线既结实又均匀的新型纺纱机，人们称之为“骡机”。因为骡机就像骡子兼有马与驴子的某些优点一样，兼有水力机和珍妮机的不同优点。骡机仍以水力为动力，但它可以带动400个纱锭。经过改进后的纺纱机不仅满足而且还超过了织布机的要求，这样又反过来推动了织布机的改进。1785年，牧师卡特莱特（Cartwright，1743—1823）发明了自动织布机，使生产效率一下子又提高了10倍。

随着棉纺织业的机械化，与绵纺织业有关的部门也接二连三地出现了各种各样的机器，机械化的思想不断地影响着人们，手工劳动逐渐被越来越多的工作机所代替，如净棉机、梳棉机、自动卷扬机、漂白机、整染机等，都陆续出现在棉纺织业的工厂中，实现了棉纺织整个行业的机械化。不久，在毛纺工业、呢绒工业、冶金业、采煤业、造纸业、印刷业都陆续采用了机器。工作机如雨后春笋般的出现着，它们一方面加快了工业发展的步伐，另一方面也对动力提出了新的要求。过去作为机器动力的水力已显不足，而且还要受到季节和地区的限制。人们迫切地需要发明一种在任何情况下都能正常工作的动力装置，这是导致蒸汽机诞生的一个直接原因。