Virzuļa tvaika dzinējs ir dzinēja veids, kurā ir iekļauts cilindrisks virzulis, kas pārvietojas slēgtā cilindrā. Tāpat kā visos virzuļdzinējos, virzuļa pārvietošanai tiek izmantota karstās gāzes izplešanās, un šīs kustības spēks ar mehāniskiem līdzekļiem tiek pārveidots noteikta veida darbu veikšanai. Tomēr atšķirībā no iekšdedzes dzinējiem virzuļveida tvaika dzinējs paļaujas uz tvaiku, kas rodas ārpus cilindra, katlā, lai virzuļus pārvietotu cilindrā.
Pirmo šāda veida dzinēju 1690. gadā izgudroja franču izgudrotājs un inženieris Deniss Papēns. Viņa vienkāršais viena cilindra virzuļa tvaika dzinējs bija koncepta dizaina pierādījums, kas parādīja, ka šāda iekārta ir iespējama. Tas darbojās, bet nespēja pats atkārtot savu darbību, un tas bija jāizjauc un jāatiestata pēc katra cikla. Tam nebija iespēju pārnest virzuļa darbības radīto darbu, taču tas pierādīja, ka šāds dzinējs ir iespējams.
Visos virzuļdzinējos tiek izmantoti klaņi, lai savienotu virzuli vai virzuļus ar kloķvārpstu. Kloķvārpsta virzuļa taisnvirziena kustību pārvērš rotācijas kustībā, kas tiek pārnesta uz piedziņas mehānismu, piemēram, lokomotīves vai kuģa dzenskrūves riteņiem. Lielākajā daļā iekšdedzes dzinēju karstā gāze, kas veidojas aizdedzes un degvielas sadegšanas rezultātā, spiež tikai vienu virzuļa pusi. Virzuļa tvaika dzinējā cilindrs bieži ir konstruēts ar bīdāmu vārstu, kas ļauj tvaikam darboties abās virzuļa pusēs, pārmaiņus no vienas puses uz otru.
Šāda veida dzinēju daļas ir jāražo ar precizitāti, lai nodrošinātu efektīvu darbību. Virzuļiem un cilindriem jāsavietojas kopā ar minimālo iespējamo atstarpi starp tiem. Virzuļa tvaika dzinēja virzuļi, tāpat kā citi virzuļdzinēji, bieži ir aprīkoti ar gredzeniem, kas darbojas kā augstas temperatūras blīve, kas nodrošina labu blīvējumu starp virzuli un cilindru, novēršot noplūdi, kas samazina efektivitāti.
Kopš Papina pirmās konstrukcijas ir izstrādāti daudzi dažādi virzuļu tvaika dzinēju veidi, taču visi dažādie uzlabojumi un variācijas nav mainījuši tvaika izmantošanas pamatprincipu virzuļa pārvietošanai cilindrā darba veikšanai. Virzuļu tvaika dzinēji tika izmantoti agrīnās dzelzceļa lokomotīvēs, kuģu dzinējos un pat dažos agrīnajos automašīnu veidos. Stenlija ražoto transportlīdzekļu sērija bija pazīstama kā “Stenlija tvaikoņi.