Многолетние усилия по усовершенствованию конструкции и технологий паровых локомотивов постоянно возвращались к идее «сделать его больше». Сочленённые локомотивы воплотили эту идею в жизнь как в переносном, так и в прямом смысле. В результате было построено около 3000 машин эпических размеров, обладающих достаточной мощностью и гибкостью, чтобы перевозить как медленно движущиеся составы по гористой местности, так и быстроходные грузы по равнинам.
Особенность сочленённых паровозов заключается в наличии двух отдельных комплектов двигателей, каждый из которых состоит из собственных цилиндров, ходовой части и ведущих колёс. Роберт С. Мак Гонигал объяснил, что оба двигателя скреплены под котлом, а сам сосуд высокого давления прикреплён непосредственно к раме второго двигателя. Первый двигатель будет поворачиваться независимо от котла и второго двигателя, чтобы локомотив мог проходить повороты, сохраняя при этом необходимое давление пара.
Благодаря усовершенствованной системе сочленения большинство из них стали маневренными. Благодаря шарнирным соединениям многие из этих локомотивов могут проходить более крутые повороты по сравнению с их традиционными одноцилиндровыми аналогами с жесткой рамой, несмотря на большее количество колес и более крупные котлы. Отдельные комплекты также позволили использовать более легкие боковые тяги и распределить общий вес, чтобы уменьшить износ путей.
История сочленённых паровозов восходит к 1860-м годам и связана с именем шотландского инженера Роберта Фрэнсиса Фэрли. Запатентовав в 1864 году узкоколейный локомотив Фэрли, он экспериментировал с двусторонними котлами, установленными на колёсной базе 0-4-4-0T или 0-6-6-0T. Смешанные результаты не вызвали особого интереса в Северной Америке.
На рубеже 20го века швейцарский инженер Анатоль Малле произвёл революцию, представив составной локомотив «Малле». Первыми (и в конечном счёте единственными) сочленёнными паровозами в Соединённых Штатах были маневровые локомотивы 0-6-6-0 компании Baltimore & Ohio Railroad, выпущенные в 1904 году. Дальнейшие усовершенствования конструкции, выходившие за рамки обязанностей на сортировочной станции, привели к созданию компанией Baldwin Locomotive Works системы компаундирования, позволяющей использовать вырабатываемый пар дважды для получения большей мощности при меньшем расходе топлива и воды. Цилиндр высокого давления в задней части двигателя первым получал пар непосредственно из котла; оттуда пар направлялся в более крупные цилиндры низкого давления в передней части двигателя.
Сочетание составной системы с внедрением пароперегревателей сделало Mallet любого размера и с любым расположением колёс желанным гостем на магистральных, местных и лесовозных железных дорогах. Изначально эти локомотивы были рассчитаны на тяговое усилие на низких скоростях при подъёме по крутым склонам с буксируемым грузом. К 1930-м годам первостепенное значение приобрела мощность на более высоких скоростях. Следующим шагом в развитии сочленённых паровозов стало внедрение этого нового подхода.
«Простые» сочленённые паровозы начали появляться в 1940-х годах. Цилиндры на обоих двигателях были одинакового размера и получали пар из котла в равных количествах; более крупные ведущие колёса также были частью конструкции. Основная концепция шарнирного соединения осталась прежней, но сочленённый паровоз уже не был «лошадкой на одно действие». Эти локомотивы могли двигаться на высокой скорости по основным грузовым маршрутам и даже иногда участвовать в пассажирских перевозках. Огромное разнообразие таких локомотивов было выпущено компаниями Baldwin, American Locomotive и Lima Locomotive, что для многих стало вершиной паровозного дизайна.
Дальнейшие усовершенствования конструкции включали в себя четыре «триплексных» локомотива — три Erie 2-8-8-8-2 и один Virginian 2-8-8-8-4 — с дополнительным третьим двигателем под тендером, в то время как в локомотивах Santa Fe 2-6-6-2 Mallets использовалась шарнирная конструкция как для рамы, так и для котла. Тем временем Пенсильванская железная дорога пошла по «дуплексному» пути, убрав шарнирную конструкцию и закрепив два двигателя на жёсткой раме. В период с 1937 по 1946 год компания PRR произвела 83 локомотива, от мощных Q2 4-4-6-4 до невероятно быстрых T1 4-4-4-4.
