Een stoommachine is een motor (of in bredere zin een machine), die door middel van onder druk staande stoom (vaak als gevolg van verhitting door verbranding van steenkool) mechanische arbeid levert. In de gebruikelijke stoommachines expandeert de stoom in een of meer cilinders en drukt het de zuiger(s) die zich in de cilinder(s) bevinden weg. Via een kruk-drijfstangmechanisme wordt de expansie-energie, op een vliegwiel overgebracht. Een stoommachine heeft een relatief laag rendement, omdat slechts een deel van de energie van de stoom in bewegingsenergie wordt omgezet.
De uitvinding van de (industriële) stoommachine markeerde het begin van de industriële revolutie; voor het eerst was arbeidsvermogen overal realiseerbaar om machines aan te drijven, waar voor die tijd met handkracht, trekdieren, watermolens en windmolens moest worden gewerkt. De stoomlocomotief is een bekende toepassing van de stoommachine. Voor tijdelijk of licht werk kon een locomobiel worden ingezet.
Zuigerstoommachines worden, behalve in een aantal nog steeds in gebruik zijnde stoomschepen, tegenwoordig niet meer gebruikt. Waar behoefte is aan een onafhankelijke krachtbron is een stoomturbine, dieselmotor, benzinemotor of aggregaat vrijwel altijd efficiënter, goedkoper, minder vervuilend en/of lichter. Wel worden zuigerstoommachientjes nog als modelspeelgoed verkocht en zijn er in veel industrie- en techniekmusea nog werkende exemplaren te bezichtigen.
Vooral gedurende de 20e eeuw, en in het bijzonder in de 2e helft van deze eeuw, verloor de stoommachine steeds meer terrein. In de nijverheid leidde de toepassing van deze krachtbron tot gevaarlijke situaties daar de kracht via een as met riemschijven en lederen drijfriemen naar de diverse machines moest worden overgebracht. De toepassing van verbrandingsmotoren en vooral van de elektromotor bracht hier verandering in, daar deze op decentrale wijze voor bewegingsenergie kon zorgen.
