จุดเริ่มต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรมถูกเชื่อมโยงอย่างมากกับนวัตกรรมจำนวนหนึ่ง[19] ที่ถูกคิดค้นขึ้นในช่วงครึ่งหลังของคริสต์ศตวรรษที่ 18 ดังต่อไปนี้:

• สิ่งทอ – การปั่นฝ้ายโดยใช้เครื่องปั่นด้ายพลังน้ำ วอเทอร์เฟรม ของริชาร์ด อาร์คไรต์, เครื่องปั่นด้าย สปินนิงเจนนี ของเจมส์ ฮาร์กรีฟส์ และเครื่องปั่นด้าย สปินนิงมูล ของแซมมูเอล ครอมป์ตัน (สิ่งประดิษฐ์ผสมผสานระหว่างวอเทอร์เฟรมและสปินนิงเจนนี) สิ่งประดิษฐ์นี้ได้รับสิทธิบัตรในปี ค.ศ. 1769 ก่อนจะหลุดจากสิทธิบัตรในปี ค.ศ. 1783 จากจุดนี้เองที่ตามมาด้วยการสร้างโรงงานปั่นฝ้ายมากมาย เทคโนโลยีนี้ยังถูกนำไปประยุกต์กับการปั่นผ้าเนื้อละเอียดและเส้นด้ายในภายหลังเพื่อใช้เป็นวัตถุดิบในการทำผ้าลินินและสิ่งทอต่างๆ การปฏิวัติฝ้ายครั้งนี้เริ่มต้นขึ้นในเมืองเดอร์บี ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักกันในฉายาว่า "โรงไฟฟ้าแห่งภาคเหนือ"
• เครื่องจักรไอน้ำ – เครื่องจักรไอน้ำถูกประดิษฐ์โดยเจมส์ วัตต์ และได้รับสิทธิบัตรในปี ค.ศ. 1775 ซึ่งจุดประสงค์หลักก็เพื่อสร้างพลังงานในการสูบน้ำออกจากเหมือง แต่เมื่อถึงยุค ค.ศ. 1780 เป็นต้นไป มันก็ถูกประยุกต์ใช้กับการสร้างพลังงานให้แก่เครื่องจักรชนิดอื่น ๆ ก่อให้เกิดการพัฒนาโรงงานกึ่งอัตโนมัติขึ้นอย่างรวดเร็วในระดับที่ก่อนหน้านี้ไม่ได้คาดการณ์ไว้มาก่อน โดยเป็นครั้งแรกในหน้าประวัติศาสตร์ที่ผู้คนไม่ต้องพึ่งพาแรงงานมนุษย์ แรงงานสัตว์ จากลมหรือจากน้ำอีกต่อไป เครื่องจักรไอน้ำจึงถูกใช้งานอย่างแพร่หลาย เช่น ใช้สูบน้ำออกจากเหมือง, ใช้ลากล้อเลื่อนบรรทุกถ่านหินขึ้นมายังผิวโลก ใช้เป่าลมเข้าสู่เตาหลอมเหล็ก ใช้บดดินในอุตสาหกรรมเครื่องปั้นดินเผา และใช้สร้างพลังงานแก่โรงงานทุกประเภท กล่าวได้ว่าเป็นเวลามากกว่าหนึ่งร้อยปีที่เครื่องจักรไอน้ำครองตำแหน่งราชาแห่งบรรดาอุตสาหกรรม
• การผลิตเหล็กกล้า – ในอุตสาหกรรมผลิตเหล็ก ถ่านหินถูกประยุกต์เข้ากับทุกขั้นตอนของการหลอมเหล็กแทนที่ถ่านฟืนจากไม้ การนำถ่านหินมาใช้นี้เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมผลิตทองแดงและตะกั่วมาก่อนแล้ว เช่นเดียวกับในอุตสาหกรรมผลิตเหล็กดิบในเตาถลุงทรงสูง แต่ในขั้นที่สองของการผลิตเหล็กดัดต้องพึ่งพานวัตกรรมการขึ้นรูปและการประทับตรา (ซึ่งสิทธิบัตรหมดอายุลงในปี ค.ศ. 1786) และเตาพุดดลิงของเฮนรี คอร์ต (ได้รับสิทธิบัตรในปี ค.ศ. 1784)

"ภาคอุตสาหกรรมชั้นนำ" ข้างต้นทั้งสามภาคนี้คือนวัตกรรมหลักที่ก่อให้เกิดการเติบโตทางเศรษฐกิจอย่างก้าวกระโดดโดยการปฏิวัติอุตสาหกรรมมักจะกล่าวถึงอยู่เสมอ นี้ไม่ได้หมายถึงการดูแคลนนวัตกรรมอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อกล่าวถึงอุตสาหกรรมสิ่งทอ ซึ่งหากปราศจากนวัตกรรมยุคก่อนหน้าอย่าง สปินนิงเจนนี หรือ ฟลายอิงชัตเทิล หรือการหลอมเหล็กดิบด้วยถ่านฟืน การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นครั้งสำคัญนี้ก็อาจจะเป็นไปไม่ได้ ส่วนนวัตกรรมยุคหลังๆ อย่าง หูกทอผ้า หรือ เครื่องจักรไอน้ำแรงดันสูง ของริชาร์ด เทรวิทิค ก็ยังเป็นส่วนสำคัญในการปฏิวัติอุตสาหกรรมในสหราชอาณาจักร การใช้เครื่องจักรไอน้ำให้พลังงานแก่โรงงานปั่นฝ้ายและโรงงานผลิตเหล็กยังทำให้การตั้งโรงงานสามารถทำในที่ใดก็ได้ตามแต่สะดวก ไม่จำเป็นต้องตั้งใกล้แม่น้ำในการใช้พลังงานจากกังหันน้ำอีกต่อไป

นอกจากนี้การค้นพบวิธีการทำคอนกรีตอีกครั้งในปี ค.ศ. 1756 (บนพื้นฐานมาจากการทำปูนปลาสเตอร์) โดยวิศวกรชาวอังกฤษนามว่า จอห์น สมีตัน ก็ยังมีส่วนสำคัญในการปฏิวัติอุตสาหกรรม ซึ่งความรู้ดังกล่าวสูญหายไปเป็นเวลากว่า 1,300 ปี[20]