汽車主要是內(nèi)燃機。內(nèi)燃機是指將液體或氣體燃料與空氣體混合后直接輸入氣缸內(nèi)的高壓燃燒室燃燒爆炸產(chǎn)生動力的裝置。這也是一種將熱能轉(zhuǎn)化為機械能的熱機。內(nèi)燃機具有體積小、重量輕、易移動、熱效率高、起動性能好的特點。但是，內(nèi)燃機一般使用石油燃料，廢氣中含有有害氣體。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機、旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機和燃氣輪機都是內(nèi)燃機。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機廣泛應(yīng)用于汽車。

往復(fù)活塞式內(nèi)燃機可以用不同的方式分類。

根據(jù)缸內(nèi)點火方式的不同，可分為點燃式發(fā)動機和壓燃式發(fā)動機。取決于所使用的燃料

可以分為汽油機和柴油機。使用汽油為燃料的內(nèi)燃機稱為汽油機；使用柴油機為燃料的內(nèi)燃機稱為柴油機。汽油機與柴油機比較各有特點：汽油機轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪聲小，起動容易，制造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，經(jīng)濟性能和排放性能都比汽油機好。按照完成一個工作循環(huán)所需的行程數(shù)，可分為四行程內(nèi)燃機和二行程內(nèi)燃機。

將曲軸旋轉(zhuǎn)兩次，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運動四個沖程完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機稱為四沖程內(nèi)燃機。通過轉(zhuǎn)動曲軸一次并使活塞在氣缸中上下往復(fù)運動兩個沖程來完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機稱為二沖程內(nèi)燃機。四沖程內(nèi)燃機廣泛應(yīng)用于汽車。

根據(jù)冷卻方式的不同，可分為水冷發(fā)動機和風(fēng)冷發(fā)動機。水冷式發(fā)動機使用在氣缸體和氣缸蓋的冷卻水套中循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進行冷卻。風(fēng)冷發(fā)動機使用在氣缸體和氣缸蓋外表面散熱片之間流動的空氣體作為冷卻介質(zhì)進行冷卻。水冷發(fā)動機因其冷卻均勻、運行可靠、冷卻效果好而被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車發(fā)動機中。

根據(jù)氣缸數(shù)量，可分為單缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機。只有一個氣缸的發(fā)動機叫做單缸發(fā)動機；兩缸以上的發(fā)動機稱為多缸發(fā)動機，如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸。現(xiàn)代汽車發(fā)動機大多采用4缸、6缸和8缸發(fā)動機。

根據(jù)氣缸排列的不同，可分為單排和雙排。單排發(fā)動機的每個氣缸排成一排，一般是垂直排列，但為了降低高度，有時氣缸會傾斜排列甚至水平排列；雙排發(fā)動機氣缸排成兩排，兩排之間的夾角小于180°，稱為V型發(fā)動機。如果兩排夾角為180°，稱為對置發(fā)動機。

內(nèi)燃機根據(jù)進氣系統(tǒng)是否采用增壓可分為自然吸氣發(fā)動機和強制進氣發(fā)動機。汽油機往往是自然吸氣的；為了提高柴油機的功率，采用了增壓技術(shù)。