Il successo della turbina idraulica suggerì la possibilità di applicare il principio della turbina alla produzione di energia meccanica ed elettrica utilizzando il vapore. Mentre la macchina a vapore di Watt, a moto alternativo, utilizzava la pressione del vapore, la turbina ne sfruttava l'energia cinetica con un rendimento conseguentemente maggiore.
Le turbine sono più piccole, più leggere e più economiche delle macchine a vapore alternative di pari potenza e dal punto di vista meccanico presentano il vantaggio di produrre direttamente un moto rotatorio, senza richiedere l'uso di alberi a gomiti o altri meccanismi per la trasformazione del moto rettilineo alternativo. Come conseguenza di ciò, la turbina a vapore ha sostituito la macchina alternativa come motore primo nelle grandi centrali termoelettriche e nella propulsione navale.
Inoltre, alimentate da generatori di vapore accoppiati con scambiatori di calore, le turbine a vapore sono impiegate nella produzione di energia elettrica nelle centrali nucleari e nella propulsione nucleare delle navi.

Il funzionamento della turbina a vapore è basato sui principi della termodinamica: il vapore che si espande subisce un abbassamento di temperatura e quindi una diminuzione di energia interna. Quest'ultima si trasforma in energia meccanica, sotto forma di accelerazione delle particelle che lo compongono. Tale trasformazione rende direttamente disponibile una grande quantità di energia meccanica.