Il est le créateur de la traction à vapeur sur voie ferrée. Il comprit le premier le principe de l'adhérence des roues lisses sur une surface lisse (1813), augmenta le tirage du foyer des locomotives en faisant déboucher le tuyau d'échappement de la vapeur dans la cheminée et utilisa pour la chaudière le chauffage tubulaire. Son œuvre capitale fut l'établissement du chemin de fer de Liverpool à Manchester (1826-1830).
