Tłokowy silnik parowy to rodzaj silnika, który zawiera cylindryczny tłok poruszający się w zamkniętym cylindrze. Jak we wszystkich silnikach tłokowych, rozprężanie się gorącego gazu jest wykorzystywane do poruszania tłokiem, a siła tego ruchu jest przekształcana za pomocą środków mechanicznych w celu wykonania pewnego rodzaju pracy. Jednak w przeciwieństwie do silników spalinowych tłokowy silnik parowy wykorzystuje parę wytwarzaną na zewnątrz cylindra, w kotle, aby poruszać tłokiem w cylindrze.
Pierwszy silnik tego typu został wynaleziony w 1690 roku przez francuskiego wynalazcę i inżyniera Denisa Papina. Jego prosty, jednocylindrowy tłokowy silnik parowy był dowodem słuszności projektu, który pokazał, że taka maszyna jest możliwa. Działał, ale nie był w stanie samodzielnie powtórzyć swojego działania i musiał być rozbierany i resetowany po każdym cyklu. Nie miał możliwości przeniesienia pracy generowanej przez działanie tłoka, ale udowodnił, że taki silnik jest możliwy.
Wszystkie silniki tłokowe wykorzystują korbowody do łączenia tłoka lub tłoków z wałem korbowym. Wał korbowy przekształca ruch tłoka w linii prostej na ruch obrotowy, który jest przenoszony na mechanizm napędowy, taki jak koła lokomotywy lub śruba napędowa statku. W większości silników spalinowych gorący gaz powstały w wyniku zapłonu i spalania paliwa popycha tylko jedną stronę tłoka. W tłokowych silnikach parowych cylinder jest często zaprojektowany z zaworem suwakowym, dzięki czemu para może działać po obu stronach tłoka, naprzemiennie z jednej strony na drugą.
Części do tego typu silników muszą być wykonane z precyzją, aby zapewnić wydajną pracę. Tłoki i cylindry muszą pasować do siebie, zachowując minimalną możliwą szczelinę między nimi. Tłoki tłokowego silnika parowego, podobnie jak inne silniki tłokowe, są często wyposażone w pierścienie, które działają jak uszczelka wysokotemperaturowa, zapewniając dobre uszczelnienie między tłokiem a cylindrem, zapobiegając wyciekom, co zmniejsza wydajność.
Od czasu pierwszego projektu Papina opracowano wiele różnych typów tłokowych silników parowych, ale wszystkie różne ulepszenia i odmiany nie zmieniły podstawowej zasady używania pary do poruszania tłokiem w cylindrze w celu wykonania pracy. Tłokowe silniki parowe były używane we wczesnych lokomotywach kolejowych, silnikach okrętowych, a nawet we wczesnych typach samochodów. Seria pojazdów produkowanych przez Stanley była znana jako „parowce Stanley.