內燃機是熱機的一種，能將燃料的化學能轉化機械能。一般的實現方式為，燃料與空氣混合燃燒，產生熱能，氣體受熱膨脹，通過機械裝置轉化為機械能對外做功。內燃機有非常廣泛的應用，車輛、船舶、飛機、火箭等的發動機基本都是內燃機，其最常見的例子即為車用汽油機與柴油機。內燃機的燃燒氣體同時也是工作介質，比如汽油機中，汽油燃燒后的氣體直接推動活塞做功。與此相對，燃料不作為工作介質的熱機則稱為外燃機，比如蒸汽機的工作介質（蒸氣）并不是燃料。

　　內燃機的分類：

　　1、往復活塞式內燃機汽車上最常見的汽油機與柴油機都屬于往復活塞式內燃機。氣缸的內空氣與燃料的混合氣燃燒后，高壓氣體推動曲柄連桿機構產生扭矩，通過曲軸對外做功，即燃料的化學能最終轉化為曲軸旋轉的動能。汽油機一般是點燃式發動機，燃料與空氣的混合氣體在壓縮行程的末端被火花塞點燃，隨即發生爆炸并推動活塞作往復運動；而柴油機也叫壓燃式發動機，燃料一般被噴入氣缸并發生自燃，自燃后的混合氣體也因膨脹而推動了活塞。除了點燃和壓燃這兩種主要方式外，還有復合式燃燒過程，兼具點燃與壓燃式內燃機的特點。往復活塞式內燃機的工作周期被分為進氣、壓縮、做功、排氣共四個過程。通過進氣與排氣，將燃料與工作介質進行更換，而做功行程則是將熱能轉化為機械能。通過四個沖程（即活塞從氣缸的一端移動向另一端）完成循環的被稱作四沖程循環，汽車發動機多采用這種形式。只需兩個沖程即完成一次循環的被稱作二沖程循環，在較小功率的發動機如摩托車發動機上較為常見，另外還有NEVIS（NEVIS）等方式。

　　2、轉子發動機轉子發動機是一種特殊的活塞式發動機，與往復式發動機的最大區別在于，使用轉子活塞驅動的偏心機構代替了曲柄連桿機構。從側面看，轉子是一個具有凸出弧邊的三角形，氣缸的內壁是余擺線（Trochoid），當轉子旋轉時，轉子的三個頂點沿汽缸壁形成了三個相互分隔的燃燒室，偏心機構使得每個燃燒室的容積不斷改變，與往復活塞式內燃機中活塞上下運動產生的效果類似。轉子每工作一圈，每個燃燒室都能各自完成一次燃燒的循環過程。這種發動機在汽車、摩托車、飛機上有少量使用。

　　3、燃氣渦輪發動機燃氣渦輪發動機是一種連續燃燒的內燃機，其循環的各個狀態的改變發生在空間互相分隔的部件中（壓縮機、燃燒室、渦輪機），彼此通過導流部件相連，燃料的供給、燃燒、更換等過程都是持續的。空氣首先由壓縮機加壓，接著進入燃燒室，燃料同時也被噴入燃燒室，兩者混合燃燒，形成的高溫高壓氣體會推動渦輪，一部分能量用以繼續驅動壓縮機，另一部分則用以對外做功。燃料的化學能最終以渦輪旋轉（旋轉動能）的形式被加以利用，剩余的氣體則被當作廢氣排出。這種發動機在船舶上有廣泛使用。

　　4、噴氣發動機大多數的噴氣發動機都是內燃機，其燃燒過程也是連續的。一般在噴氣發動機中，燃燒產生的高壓氣流向外噴射，依據牛頓第三定律產生的反作用力形成推力，如此在理論上即使位于真空的環境中也能夠產生推力，不過也有一些例外，比如渦輪風扇發動機中的一部分氣流并未經過燃燒，使這種發動機兼具渦輪噴氣發動機與渦輪螺旋槳發動機的特點。大部分內燃機是使高溫氣體推動機械裝置旋轉的形式對外作功，即能量最后以旋轉動能的方式呈現，而在許多噴氣發動機中，可對外作功的能量以高溫氣體的動能為最終表現形式。噴氣發動機的種類繁多，在飛機上有廣泛使用。

　　內燃機能量轉化原理：作為熱機的一種，內燃機的能量來源是燃料燃燒產生的熱，即物質蘊含的化學能先要轉化為熱能，再成為機械能。液體通過相態的變化（汽化）就能增加壓力，而氣體受熱膨脹也能增大壓力，因此液體和氣體都理論上都可以作為工作介質使用。內燃機的工作介質多為燃料與空氣混合燃燒產生的氣體，在受熱膨脹后，壓力增大，高溫高速的氣體再通過一定的機械裝置對外做工。對于內燃機而言，工作介質必須更換（開式循環），即排放燃燒過的氣體，進入新鮮氣體。