Главными учителями Уатта в детстве и юности были его родители, особенно отец. Он рано научил сына читать и писать, пристрастил его к математике.

Известен такой удивительный случай. Когда Уатту было 6 лет, к его отцу зашёл гость, только что вернувшийся из далёкого плавания. Увидев, что мальчик что-то с увлечением пишет в своей тетради, гость спросил отца, почему же он не ходит в школу.

– А вы посмотрите, чем он занимается, -ответил отец. Оказалось, что маленький Уатт решал задачу по геометрии.

Сам увлекаясь математикой и механикой, отец и сына стремился заинтересовать этими науками. Он научил сына читать, но не для того, чтобы тот увлекался чтением сказок и развивал свою фантазию, а чтобы читал серьёзную литературу, узнавал законы природы, познавал окружающий мир.

Тётка по матери рассказывала, что когда Уатт был чуточку постарше, его привезли к ней в гости и оставили на некоторое время. Она поразилась его странной забаве. Он целый час приставлял к носику кипящего чайника то блюдце, то ложечку. Помня, что его нельзя ни к чему принуждать, она осторожно посоветовала, почему бы ему не заняться чем-нибудь поинтересней. Мальчик стал объяснять тётке, что он занят очень интересным наблюдением за тем, как пар превращается в капельки воды. Оказывается, он в это время читал книгу Гравизанда "Начала естественных наук", в которой давались некоторые представления о паре, и, будучи у тётки, Уатт решил повторить один из описанных там опытов с паром, но увлёкся и забыл обо всём на свете.

Способность совершенно забываться отмечалась у Уатта на протяжении всей его жизни.

Мальчику хотелось воочию увидеть всё то, о чём говорилось в книгах, особенно, если это касалось законов механики, явлений физики, геологического строения поверхности земли, растительного мира и других сторон окружавшей его действительности.

Как объяснить эти факты? Почему родители, по всей вероятности, отец, предложили шестилетнему ребёнку, только что научившемуся читать и писать, не увлекательные сказки или рассказы, а учебник геометрии, а потом физики? У нас нет документов, позволяющих однозначно ответить на этот вопрос. Можно только утверждать, что вундеркиндом Уатта не считали. В школе он слыл медлительным и даже туповатым учеником. Особенно трудно ему давались предметы, требовавшие механического запоминания и зубрёжки. Скорее всего, странная педагогика Уатта-старшего объясняется семейной традицией и верой в то, что сын унаследовал привязанность отца и деда к математике и механике.

Таким образом, учение Уатта началось с раннего детства и с приучения его к серьёзному чтению и к серьёзной литературе. При этом отцу удалось увлекательно связать содержание этих серьёзных книг с окружавшей мальчика действительностью, привить мальчику вкус (или привычку) искать в жизни подтверждение тому, о чём сказано в книге.

Некоторые биографы Уатта пишут, что проверка прочитанного была принципом его чтения. Это не совсем так. Молодой Уатт не сомневался в книгах, но искал, где в жизни проявляется то, что в них написано. Он радовался, если находил это проявление, и тогда внимательно рассматривал и изучал найденное, а если не находил – ну, что ж, значит, ему не повезло.

В ранней юности, т.е. в 11 или 12 лет, отец подарил Джемми набор инструментов, необходимых для обработки дерева, и выделил ему рабочее место в своей мастерской. Началось обучение ремеслу, развитие умственных способностей дополнилось развитием рук.

Обработка дерева была взята не случайно. В то время с этого обычно начиналось обучение многим ремесленным специальностям, требовавшим сильных рук, верного глаза, точных движений и меткого удара. Не только столяры и плотники, но кузнецы и слесари, оптики и литейщики начинали обучение с деревообработки. Дерево широко распространённый и сравнительно не дорогой материал. Оно имеет широкий ассортимент пород: от очень мягких и податливых, вроде липы, до весьма твёрдых, сопоставимых с железом. В то же время из дерева можно сделать бесчисленное множество изделий. Работа с деревообрабатывающими инструментами вполне может служить подготовкой к работе с любыми другими инструментами. Поэтому ничего необычного в том, что отец подарил сыну набор столярных инструментов, нет. Необычное состояло в том, что эти настоящие инструменты были подарены мальчику для игры. Вернее, Джеймс Уатт мог использовать их, как ему заблагорассудится: мог играть ими, а мог использовать и по-настоящему, т.е. работать ими.