נהוג לחשוב שוואט המציא את מנוע הקיטור, אבל מנוע הקיטור של תומס ניוקומן פעל כבר ב־1712. כשוואט תיקן דגם של מנוע כזה באוניברסיטה בגלזגו, הוא הבין שהמנוע מבזבז הרבה דלק כי הוא מחמם ומקרר שוב ושוב את אותו צילינדר. ב־1769 הוא רשם פטנט על ״מעבה נפרד״, שחסך חלק גדול מהפחם.
בהמשך, עם שותפו מתיו בולטון, התאים וואט את המנוע כך שיסובב גלגלים ויפעיל מכונות במפעלים. כך מנוע הקיטור יצא מהמכרות אל בתי החרושת, הרכבות והספינות. יחידת ההספק ״וואט״ — שכתובה על כל נורה ומכשיר חשמלי — נקראת על שמו.