18世紀60年代在英國開始工業革命的同時，也出現了近代以來的第一次技術革命，它開始於紡織工業的機械化。如上所述，英國的工業革命是從紡織部門開始的，但不是傳統的毛紡織業，而是新興的棉紡織業。因為毛紡織業是英國最主要的工業部門，它有雄厚的基礎和充足的原料，並在世界市場上處於壟斷地位，對改革技術的需要並不迫切。棉紡織業則不同，它的技術基礎薄弱，設備簡陋，而且在國內被毛紡織業看作是最危險的競爭者，受到種種限製和打擊，此外，還受到品質優良的印度棉布的強烈競爭，因此，棉紡織業迫切要求革新技術。同時，棉紡織業是沒有舊傳統約束的後起工業部門，也比較易於進行技術革新。
棉紡織業分為紡紗和織布兩個主要部門。1733年鍾表匠約翰凱伊（John Kay，1704—1714）發明了飛梭，用飛梭的自動往返代替了手工投遞，提高了一倍的織布效率，並使布麵加寬。使用飛梭之後，造成紡與織之間的嚴重不平衡，長期發生“紗荒”。1764年織工兼工匠哈格裏夫斯（James Hargreaves，1720—1778）發明了手搖紡紗機（珍妮機），把原來水平放置的單錠紡車改造成豎直放置的多錠紡車，使紡紗效率提高了十幾倍。珍妮機解決了紡紗和織布供需不協調的狀況，成為手工工具向機器轉變的典型。珍妮機帶動的紗錠日益增多，使人力作為動力越來越難以勝任。1768年阿克萊特（Sir Richard Arkwright，1732—1793）利用了赫斯的發明而製成了水力紡紗機。水力紡紗機的應用，一方麵因為它用水力作動力，使紡紗成本大大降低，開始大量排擠個體紡紗工；另一方麵，水力機體積大，又必須在特定的地點使用，因而它不能安置在一般家庭中，必須另建廠房集中大量工人工作，這就奠定了工廠製度的基礎。
標誌著紡紗機革新完成的是克倫普頓（Samuel Crompton，1753—1827）發明的騾機。過去的兩種工作機雖然都能解決一些問題，但仍各有不足。珍妮機紡出的紗線精細但不結實，而水力紡紗機紡出的紗線結實但又太粗糙。童工出身的克倫普頓在大量實際操作經驗的基礎上，於1774—1779年間把水力機動力較大的優點與珍妮機帶紗錠較多的優點結合起來，設計了一架紡出的線既結實又均勻的新型紡紗機，人們稱之為“騾機”。因為騾機就像騾子兼有馬與驢子的某些優點一樣，兼有水力機和珍妮機的不同優點。騾機仍以水力為動力，但它可以帶動400個紗錠。經過改進後的紡紗機不僅滿足而且還超過了織布機的要求，這樣又反過來推動了織布機的改進。1785年，牧師卡特萊特（Cartwright，1743—1823）發明了自動織布機，使生產效率一下子又提高了10倍。
隨著棉紡織業的機械化，與綿紡織業有關的部門也接二連三地出現了各種各樣的機器，機械化的思想不斷地影響著人們，手工勞動逐漸被越來越多的工作機所代替，如淨棉機、梳棉機、自動卷揚機、漂白機、整染機等，都陸續出現在棉紡織業的工廠中，實現了棉紡織整個行業的機械化。不久，在毛紡工業、呢絨工業、冶金業、采煤業、造紙業、印刷業都陸續采用了機器。工作機如雨後春筍般的出現著，它們一方麵加快了工業發展的步伐，另一方麵也對動力提出了新的要求。過去作為機器動力的水力已顯不足，而且還要受到季節和地區的限製。人們迫切地需要發明一種在任何情況下都能正常工作的動力裝置，這是導致蒸汽機誕生的一個直接原因。