汽轮机是将蒸汽的能转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装配的主要装备。汽轮机是一种透平机械，又称蒸汽透平。
公元一世纪时，亚历山年夜的希罗记叙了哄骗蒸汽反作用力而旋转的汽转球，又称为风神轮，这是早的反动式汽轮机的雏形；1629年意年夜利的布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。
19世纪末，瑞典拉瓦尔和英国帕森斯划分创制了实用的汽轮机。拉瓦尔于1882年制成了台5马力(3.67千瓦)的单级感动式汽轮机，并解决了有关的喷嘴设计和强度设计问题。单级感动式汽轮机功率很小，现在已很少采用。
20世纪初，法国拉托和瑞士佐莱划分制造了多级感动式汽轮机。多级结构为增年夜汽轮机功率开拓了道路，已被普遍采用，机组功率不竭增年夜。帕森斯在1884年取得英国利，制成了台10马力的多级反动式汽轮机，这台汽轮机的功率和效率在那时都占地位。
20世纪初，美国的柯蒂斯制成多个速度级的汽轮机，每一个速度级一般有两列动叶，在列动叶后在汽缸上装有导向叶片，将汽流导向第二列动叶。现在速度级的汽轮机只用于小型的汽轮机上，主要驱动泵、鼓风机等，也经常使用作中小型多级汽轮机的级。
与往复式蒸汽机相比，汽轮机中的蒸汽流动是接连的、高速的，单元面积中能经由过程的流年夜，因而能发出较年夜的功率。年夜功率汽轮机可以采用较高的蒸汽压力和温度，故热效率较高。19世纪以来，汽轮机的成长就是在不竭提高平安靠得住性、耐用性和保证运行利便的根蒂根基上，增年夜单机功率和提高装配的热经济性。
汽轮机的泛起推动了电力工的成长，到20世纪初，电站汽轮机单机功率已达10兆瓦。随着电力运用的日益普遍，美国纽约等年夜城市的电站尖峰负荷在20年月已接近1000兆瓦，假设单机功率只有10兆瓦，则需要装机近百台，是以20年月时单机功率就已增年夜到60兆瓦，30年月初又泛起了165兆瓦和208兆瓦的汽轮机。
尔后的经济衰退和第二次年夜战时代爆发，使汽轮机单机功率的增年夜处于搁浅状态。50年月，随着战后经济成长，电力需求突飞猛进，单机功率又起头不竭增年夜，陆续泛起了325～600兆瓦的年夜型汽轮机；60年月制成了1000兆瓦汽轮机；70年月，制成了1300兆瓦汽轮机。现在许多国家经常使用的单机功率为300～600兆瓦。
汽轮机在社会经济的各部门中都有普遍的运用。汽轮机种类很多，并有分歧的分类方式。按结构分，有单级汽轮机和多级汽轮机；各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机，和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机；各级装在一根轴上的单轴汽轮机，和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。
按工作原理分，有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的感动式汽轮机；蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机；和蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以哄骗的速度级汽轮机。
按热力特征分，有为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。凝汽式汽轮机排出的蒸汽流进凝汽器，排汽压力低于年夜气压力，是以具有秀的热力性能，是为经常使用的一种汽轮机；供热式汽轮机既提供动力驱动发机电或其他机械，又提供生产或生活用热，具有较高的热能哄骗率；背压式汽轮机的排汽压力年夜于年夜气压力的汽轮机；抽汽式汽轮机是能从中心级抽出蒸汽供热的汽轮机；饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。
汽轮机的蒸汽从进口膨胀到出口，单元蒸汽的容积增年夜几百倍，甚至上千倍，是以各级叶片高度必需逐级加长。年夜功率凝汽式汽轮机所需的排汽面积很年夜，末级叶片须做得很长。
汽轮机装配的热经济性用汽轮机热耗率或热效率暗示。汽轮机热耗率是每输出单元机械功所消耗的蒸汽热，热效率是输出机械功与所耗蒸汽热之比。对于整个电站，还需斟酌汽锅效率和厂内用电。是以，电站热耗率比零丁汽轮机的热耗率高，电站热效率比零丁汽轮机的热效率低。
一座汽轮发机电总功率为1000兆瓦的电站，每一年约需耗用尺度煤230万吨。假设热效率尽对值能提高1，每一年可勤俭尺度煤6万吨。是以，汽轮机装配的热效率一直遭到重视。为了提高汽轮机热效率，除不竭改良汽轮机自己的效率，包括改良各级叶片的叶型设计(以削减流动损失)和下降阀门及进排汽管损失之外，还可从热力学概念动身接纳措施。
凭据热力学原理，新蒸汽参数越高，热力轮回的热效率也越高。早期汽轮机所用新蒸汽压力和温度都较低，热效率低于20％。随着单机功率的提高，30年月初新蒸汽压力已提高到3～4兆帕，温度为400～450℃。随着高温材料的不竭改良，蒸汽温度慢慢提高到535℃，压力也提高到6～12.5兆帕，个体的已达16兆帕，热效率达30％以上。50年月初，已有采用新蒸汽温度为600℃的汽轮机。以后又有新蒸汽温度为650℃的汽轮机。
现代年夜型汽轮机凡是采用新汽压力24兆帕，新汽温度和再热温度为535～565℃的超临界参数,或新汽压力为16.5兆帕、新汽温度和再热温度为535℃的亚临界参数。使用这些汽轮机的电站热效率约为40％。
另外，汽轮机的排汽压力越低，蒸汽轮回的热效率就越高。不外排汽压力主要取决于冷却水的温度，假设采用太低的排汽压力，就需要增年夜冷却水流或增年夜凝汽器冷却面积，同时末级叶片也较长。凝汽式汽轮机经常使用的排汽压力为0.005～0.008兆帕。船用汽轮机组为了减轻重，减小尺寸,经常使用0.006～0.01兆帕的排汽压力。
此外，提高汽轮机热效率的措施还有，采用回热轮回、采用再热轮回、采用供热式汽轮机等。提高汽轮机的热效率，对勤俭能源有着重年夜的意义。
年夜型汽轮机组的研制是汽轮机未来成长的一个重要标的目的，这其中研制更长的末级叶片，是进一步成长年夜型汽轮机的一个要害；研究提高热效率是汽轮机成长的另外一标的目的，采用更高蒸汽参数和二次再热，研制调峰机组，推行供热汽轮机的运用则是这方面成长的重要趋向。
现代核电站汽轮机的数目正在快速增加，是以研究适用于分歧反应堆型的、性能秀的汽轮机具有非凡重要的意义。
哄骗地热的汽轮机的装机容，1983年已有3190兆瓦，不外对熔岩等深层更高温度地热资本的哄骗尚待索求；哄骗太阳能的汽轮机电站已在建造，海洋温差发电也在研究之中。所有这些新能源方面的汽轮机尚待继续进行实验研究。
另外，在汽轮机设计、制造和运行进程中，采用新的理论和技术，以改善汽轮机的性能，也是未来汽轮机研究的一个重要内容。例如：气体动力学方面的三维流动理论，湿蒸汽双相流动理论；强度方面的有限元法和断裂力学分析；振动方面的快速傅里叶转换、模态分析和激光技术；设计、制造工艺、实验丈和运行监测等方面的电子计较机技术；寿命监控方面的超声检查和耗损计较。此外，还将研制氟利昂等新工的运用，和新结构、新工艺和新材料等。