蒸汽机车按用途可以分为客运机车、货运机车、调车机车和工矿机车。客运蒸汽机车动轮直径比较大，并在前方装设二轴导轮转向架，能够牵引客运列车高速运行，并保证平稳通过曲线线路，轴式通常为2-3-1、2-4-2，如人民型和胜利型蒸汽机车；货运蒸汽机车动轮较多，动轮直径较小，汽缸直径较大，动轮前方装有单轴导轮转向架，具有较大的牵引力和粘着重量，轴式通常为1-4-1、1-5-0、1-5-1、1-5-2等，如前进型和建设型蒸汽机车；调车蒸汽机车通常不采用导从轮转向架，动轮直径较小排列紧凑，具有较短的车身和直径较小的车轮，方便司机了望和保证具有足够的牵引力，轴式通常为0-3-0、0-4-0、0-5-0等；工矿机车与调车机车大致相同，只是功率小一些。
1830年以后,美国以及其他一些国家先后开始制造和使用蒸汽机车。1831年，美国土木工程师杰维斯首次在机车前部试装一台引导转向架，使机车能够在弯道上安全行驶；1836年美国坎贝尔设计了一台两轴引导转向架两轴联动的机车，但这一设计并不成功，直到同时代的机械工程师哈里森进行了改进后才成为完善的蒸汽机车。不久这台机车便成为美国的标准型机车，并命名为“美国人”，被广泛应用到19世纪90年代。1884年瑞士人A·马利特发明关节复胀式机车，这种机车牵引力大，曲线通过能力强，1904年美国引进并在山区使用了马勒型机车，后改为单胀式。
中国在1881年唐胥铁路通车时成功试制了一台轴式为0-3-0的蒸汽机车，机车全长18英尺8英寸,命名为“中国火箭号”,可是中国工人却在机车两侧各刻一条龙，因而把它叫做“龙号”机车。新中国于1952年制成第一台货运蒸汽机车，定名解放型，轴式为1-4-1，不久又制造成功胜利型客运蒸汽机车，轴式为2-3-1。后来解放型改进设计成建设型蒸汽机车，胜利型经改进设计成人民型蒸汽机车。中国还自行设计制造了大功率干线蒸汽机车——前进型蒸汽机车，轴式为1-5-1，成为二十世纪六七十年代中国铁路的主型货运蒸汽机车。
蒸汽机车虽然经过了100多年的发展，但是其运用热效率只有6％左右，加上保养维修量大、污染严重、日运行里程短，牵引力和功率不及内燃机车和电力机车。美国于1960年、英国于1968年、法国于1972年、日本于1975年、德国和前苏联均于1977年相继停止使用蒸汽机车。二十世纪六十年代末，世界上仍然使用蒸汽机车作商业运作的国家已寥寥无几。到了二十世纪末，蒸汽机车在北美洲及欧洲基本上已被完全淘汰，只在特别为铁道迷及游客安排的路线上行走。在中国，某些地区煤炭的价格比石油低很多，使蒸汽机车仍然有使用价值。中国曾经是全球最后一个制造大型蒸汽机车的国家，1988年大同机车厂才停止生产蒸汽机车，中国于1992年停止使用蒸汽机车。蒸汽机车逐渐完成了它的历史使命，以它慢慢的速度向博物馆开去，铁路运输开始了电力机车和内燃机车的新时代。
