Бэббидж работал и писал о многих идеях в области науки, техники и математики, но наибольшую известность ему принесли две машины, которые он начал, но так и не закончил. Его Difference Engine был бы гораздо лучшим калькулятором, чем все, созданные до него. Его Аналитический двигатель стал бы первым настоящим компьютером.
Зная, что при вычислении математических таблиц возникает множество ошибок, Бэббидж хотел найти способ вычислять их механически, устраняя ошибки, допущенные человеком. На него повлияли три различных фактора: нелюбовь к неопрятности, опыт работы над логарифмическими таблицами и дифференциальным исчислением, а также работы над вычислительными машинами, уже выполненные Вильгельмом Шиккардом, Блезом Паскалем и Готфридом Лейбницем. Впервые он рассказал о принципах работы вычислительной машины в письме к сэру Хамфри Дэви в 1822 году.
Двигатели Бэббиджа были одними из первых механических компьютеров. Его двигатели фактически не были завершены, потому что у него не было достаточно денег. Бэббидж понял, что машина может выполнить работу лучше и надежнее, чем человек. Под руководством Бэббиджа было построено несколько машин с паровым двигателем, которые более или менее справлялись со своей задачей; вычисления можно было механизировать до некоторой степени. Хотя машины Бэббиджа были большими машинами, они были организованы подобно современной компьютерной архитектуре. Память данных и память программ были разделены, работа была основана на инструкциях, блок управления мог совершать условные переходы, и машина имела отдельный блок ввода-вывода. Ада Лавлейс изучала, как их программировать.