S-a născut în localitateaGreenock din Regatul Unit. Studiile și le-a terminat laLondra,Anglia, începând și activitatea de fabricant de instrumente matematice. A revenit pe plaiurile natale, în Glasgow, Scoția. A fost fabricantul de instrumente matematice folosite deUniversitatea din Glasgow. Aici i s-a oferit să repare o „mașină cu abur”, de unde i-a încolțit ideea ameliorării acesteia; astfel au apărut „camera separată de condensare a aburului” (1769) și „regulatorul de turație al mașinii cu abur” (1788).
Ulterior se mută în Anglia laBirmingham. Aici se înscrie într-un club,Lunar Society (traducere aproximativă „Societatea fanteziștilor”), care - în ciuda numelui înșelător - era de fapt un club științific format din inventatori. Multe din originalele lucrărilor sale se găsesc la Birmingham Cultural Library.
James Watt, împreună cu un industriaș britanic, Matthew Boulton, reușesc să creeze o întreprindere de fabricare a ceea ce se numea „mașina cu abur a lui Watt, îmbunătățită” (1774). Tot aici va realiza, împreună cu un alt inventator scoțianWilliam Murdoch, un angrenaj de „convertire a mișcării verticale în mișcare de rotație” (1781). Ulterior, a mai realizat o mașină cu „dublă acțiune” (1782).
Watt este cel care a introdusunitatea de măsură denumităcal putere, pentru a putea compara puterile diferitelor mașini cu abur ale timpului și care era, atunci, echivalentul ridicării a 550livre într-o secundă, sau echivalentul a aproximativ 735,5watt (unitatea de măsură aputerii dinSistemul Internațional).
De numele său este legată, de asemenea, denumireawatt-ului ca unitate de măsură a puterii mecanice.
