斯蒂芬森出生在一个贫穷的矿工家庭，14岁时就开始跟着父亲到煤矿做工。在做工的过程中，他接触到了蒸汽机。虽然斯蒂芬森没上过学，但他对蒸汽机非常感兴趣，因此便开始专心钻研起蒸汽机来。凭借顽强的意志和刻苦的精神，斯蒂芬森掌握了蒸汽机的构造和工作原理。于是一个念头在他脑海中产生了：发明一种利用蒸汽机做动力的新型交通工具。
他首先研究煤矿里用于拉煤的装有轮子的“蒸汽锅炉”，并从中得到启示，他又给每个轮子做了些改进，使它能在木轨上行驶。通过反复实验，他终于设计出了蒸汽机车。斯蒂芬森请求政府允许他在马车轨道上试验，可是蒸汽机的噪音太大了，而且在行进的过程中，烟囱里还不断会冒出火苗来，这可吓坏了沿途的农民和牲畜，大家纷纷抗议。斯蒂芬森并没有放弃，他给这种新式的交通工具取名火车，并继续自己的研究。
1823年，斯蒂芬森精心设计了一段铁路，他考虑到机车与铁轨碰撞会产生剧烈的震动，铁轨容易断裂，因此他在铁轨之间铺设了枕木，枕木下面铺了很多碎石子。到了1825年，世界上第一条铁路才正式建成。斯蒂芬森发明的由机车牵引的列车载着450名旅客从达灵顿驶到了斯托克，从此铁路运输业诞生了。
火车的出现带动了铁路建设在英国、欧洲的迅速发展，为人们的生活带来了更多的便捷，大家尊称斯蒂芬森为“铁路之父”。
斯蒂芬森克服了众多困难，终于发明了火车。在学习过程中也要不怕困难，不要满足于取得的一点点进步，这样才能取得更大的成功。