汽轮机的出现推动了电力工业的发展，到20世纪初，电站汽轮机单机功率已达10兆瓦。跟着电力使用的日益广泛，美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000兆瓦，假如单机功率只有10兆瓦，则需要装机近百台，因而20年代时单机功率就已增大到60兆瓦，30年代初又出现了165兆瓦和208兆瓦的汽轮机。
此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发，使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。50年代，跟着战后经济发展，电力需求突飞猛进，单机功率又开端不断增大，连续出现了325～600兆瓦的大型汽轮机；60年代制成了1000兆瓦汽轮机；70年代，制成了1300兆瓦汽轮机。许多国家常用的单机功率为300～600兆瓦。
汽轮机在社会经济的各部门中都有广泛的使用。汽轮机品种很多，并有不同的分类办法。 汽轮机的蒸汽从进口膨胀到出口，单位质量蒸汽的容积增大几百倍，乃至上千倍，因而各级叶片高度有必要逐级加长。大功率凝汽式汽轮机所需的排汽面积很大，末级叶片须做得很长。
大型汽轮机组的研发是汽轮机未来发展的一个重要方向，这其中研发更长的末级叶片，是进一步发展大型汽轮机的一个关键；研讨提高热效率是汽轮机发展的另一方向，选用更高蒸汽参数和二次再热，研发调峰机组，推行供热汽轮机的使用则是这方面发展的重要趋势。
全世界运用地热的汽轮机的装机容量，1983年已有3190兆瓦，不过对熔岩等深层更高温度地热资源的运用尚待探究；运用太阳能的汽轮机电站已在建造，海洋温差发电也在研讨之中。所有这些新能源方面的汽轮机尚待继续进行实验就、研讨。
一座汽轮发电机总功率为1000兆瓦的电站，每年约需耗用标准煤230万吨。假如热效率绝对值能提高1%，每年可节约标准煤 6万吨。因而，汽轮机装置的热效率一向受到重视。为了提高汽轮机热效率，除了不断改进汽轮机自身的效率，包括改进各级叶片的叶型规划(以削减活动丢失)和下降阀门及进排汽管丢失以外，还可从热力学观念出发采取办法。
依据热力学原理，新蒸汽参数越高，热力循环的热效率也越高。前期汽轮机所用新蒸汽压力和温度都较低，热效率低于20%。跟着单机功率的提高，30年代初新蒸汽压力已提高到3～4兆帕，温度为400～450℃。跟着高温资料的不断改进，蒸汽温度逐步提高到535℃，压力也提高到6～12.5兆帕，个别的已达16兆帕，热效率达30%以上。50年代初，已有选用新蒸汽温度为600℃的汽轮机。今后又有新蒸汽温度为650℃的汽轮机。
现代大型汽轮机依照其输出功率的不同，选用的新蒸汽压力又能够分为各个压力等级，通常选用新蒸汽压力24.5～26兆帕，新蒸汽温度和再热温度为535～578℃的超临界参数，或新蒸汽压力为16.5兆帕、新蒸汽温度和再热温度为535℃的亚临界参数。运用这些汽轮机的热效率约为40%。
别的，汽轮机的排汽压力越低，蒸汽循环的热效率就越高。不过排汽压力主要取决凝汽器的真空度，真空度又取决于冷却水的温度和抽真空的设备（通常称为真空泵），假如选用过低的排汽压力，就需要增大冷却水流量、增大凝汽器冷却水和冷却介质的换热面、下降被运用的冷却水的温度和抽真空的设备，较长的末级叶片，但同时真空太低又会导致汽轮机汽缸（低压缸）的蒸汽流速加速，使汽轮机汽缸（低压缸）差胀加剧，危及汽轮机安全工作。凝汽式汽轮机常用的排汽压力为5~10千帕（一个标准大气压是101325帕斯卡）。船用汽轮机组为了减轻分量，减小尺度，常用0.006～0.01兆帕的排汽压力。
此外，提高汽轮机热效率的办法还有，选用回热循环、选用再热循环、选用供热式汽轮机等。提高汽轮机的热效率，对节约能源有着严重的含义。
现代核电站汽轮机的数量正在快速增加，因而研讨适用于不同反应堆型的、功能良好的汽轮机具有特别重要的含义。
别的，在汽轮机规划、制作和运行过程中，选用新的理论和技能，以改善汽轮机的功能，也是未来汽轮机研讨的一个重要内容。例如：气体动力学方面的三维活动理论，湿蒸汽双相活动理论；强度方面的有限元法和断裂力学剖析；振荡方面的快速傅里叶转化、模态剖析和激光技能；规划、制作工艺、实验丈量和运行监测等方面的电子计算机技能；寿命监控方面的超声查看和耗费计算。此外，还将研发氟利昂等新工质的使用，以及新结构、新工艺和新资料等。
发展瓶颈主要在资料上，资料问题解决了，单片的功率就能够更大。MarketsandMarkets研讨报告显现，2014年全球汽轮机市场规模约为148亿美元，预计到2020年将达到192.92亿美元（约合人民币1232亿元），以4.4%的年均复合增长率增长。