Thomas Newcomen aveva concepito, indipendentemente da Papin, l'idea di far muovere un pistone dentro un cilindro sfruttando la pressione atmosferica. Il vapore che era immesso nel cilindro serviva esclusivamente a fare un vuoto parziale sotto il pistone mediante la sua condensazione prodotta con un getto di acqua fredda.
Il vuoto risultante consentiva alla pressione atmosferica di spingere lo stantuffo verso il basso (fase attiva) con conseguente salita del pistone della pompa. L'acqua di condensazione veniva espulsa attraverso un tubo e una valvola a chiusura idraulica.
La macchina di Newcomen, prego vedere l'animazione, fu la prima ad avere successo e trovò largo impiego anche fuori dell'Inghilterra.
Quando Newcomen, dopo 10 anni e più di lavoro sperimentale, costruì la sua prima macchina efficiente, si trovò la strada sbarrata dal brevetto concesso a Savery (per qualsiasi macchina che impiegasse la forza del fuoco) e per commercializzare la sua invenzione dovette entrare in società con lui.
Attorno al 1725 la macchina di Newcomen era impiegata in moltissime miniere ma anche per rifornire di acqua le ruote idrauliche più grandi. Il difetto principale di questa macchina è il continuo raffreddamento del cilindro che causa un enorme consumo di carbone. Il suo rendimento termico era solo dell'1%, cioè ogni 100 Kg di carbone bruciati solo 1 veniva utilizzato per far muovere la pompa. Nonostante questi gravi difetti la macchina non ebbe rivali nelle miniere inglesi per circa 60 anni.

Il pregio di questa macchina fu quello di funzionare con vapore a pressione atmosferica, compatibile con la tecnologia dell'epoca.
La macchina di Newcomen del 1712 aveva una piccola caldaia che, come abbiamo visto, produceva vapore a pressione atmosferica, il bilanciere vibrava 12 volte al minuto e ad ogni corsa lo stantuffo della pompa aspirava 45 litri di acqua che venivano poi sollevati a 46 metri di altezza. La potenza della macchina era di circa 5,5 cavalli vapore. La salita del pistone della macchina (fase passiva) era dovuta alla discesa della pesante asta e del pesante stantuffo della pompa.