蒸汽机的工作原理如下。
蒸汽从蒸汽锅炉经蒸汽管道和蒸汽分配装置（滑阀室）进入气缸。 气缸内的活塞在蒸汽压力的作用下，从一端到另一端依次往复运动。 当活塞的一侧吸入蒸汽时，废蒸汽从活塞的另一侧排出。 活塞通过活塞杆连接到连杆的一端。 连杆的另一端与曲轴相接，蒸汽分配装置（滑阀）由安装在蒸汽机曲轴上的偏心轮驱动。 当活塞在蒸汽压力的作用下向右移动时，滑阀向左移动； 当活塞向左移动时，滑阀向右移动。
现在我们来研究一下卡式阀蒸汽分配装置的蒸汽分配图（图259）。 滑阀室与气缸相连。 滑阀腔内有一个经过抛光处理的平面2——滑阀面。 滑阀表面有3个蒸汽通道：两侧有2个3，中间有1个4。 蒸汽经中间蒸汽通道向外排出，经两侧蒸汽通道进入气缸。 滑阀借助偏心轮可沿滑阀腔纵向在滑阀面上作往复运动。 滑阀就像一个盒子，它运动时可以关闭蒸汽路径中的全部三个蒸汽口或两个蒸汽口。
从锅炉进入滑阀室的蒸汽通过其中一个蒸汽通道进入气缸，例如通过左蒸汽通道。 此时蒸汽机原理图，右侧蒸汽通道3被滑阀关闭：并与滑阀下方的排汽通道4连通。 锅炉的蒸汽进入气缸，直至滑阀向左移动，关闭左汽路3，并将左汽路3与排汽路4连通。使滑阀往复运动的偏心轮应正确安装在曲轴上； 也就是说，当活塞运动到死点时，滑阀可以使蒸汽开始从活塞的一侧进入并从另一侧排出。
蒸汽在蒸汽机汽缸内的做功可分为四个阶段： 1、吸入蒸汽； 2、扩张； 3、蒸汽排出； 4.压缩。 这些阶段如图 260、图 261、图 262 和图 263 所示。
图260的下半部分显示了位于左死点的活塞，而图的上半部分则显示了活塞对应的滑阀位置。 此时蒸汽机原理图，蒸汽开始通过间隙а进入，并通过间隙б排出。
图 261 显示了当活塞离开死点时滑阀处于最右位置。 左汽路全开用于进汽，右汽路用于排出蒸汽。
图262表示蒸汽吸入停止（蒸汽吸入截止）； 进气切断后，气缸内压力下降，但活塞继续向右移动； 同时，废蒸汽继续排出。
图263显示排汽停止； 活塞左侧的蒸汽继续膨胀； 而右侧的蒸汽则被活塞压缩，形成弹性的“蒸汽垫”。 然后滑阀继续向左移动，打开右汽路进汽，左汽路排出蒸汽。 之后，活塞将开始向左移动，重复上述整个过程。
