內(nèi)燃機(jī)是熱機(jī)的一種，能將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能。一般的實現(xiàn)方式為，燃料與空氣混合燃燒，產(chǎn)生熱能，氣體受熱膨脹，通過機(jī)械裝置轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對外做功。內(nèi)燃機(jī)有非常廣泛的應(yīng)用，車輛、船舶、飛機(jī)、火箭等的發(fā)動機(jī)基本都是內(nèi)燃機(jī)，其最常見的例子即為車用汽油機(jī)與柴油機(jī)。內(nèi)燃機(jī)的燃燒氣體同時也是工作介質(zhì)，比如汽油機(jī)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(zhì)的熱機(jī)則稱為外燃機(jī)，比如蒸汽機(jī)的工作介質(zhì)（蒸氣）并不是燃料。

　　內(nèi)燃機(jī)的分類：

　　1、往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)汽車上最常見的汽油機(jī)與柴油機(jī)都屬于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。氣缸的內(nèi)空氣與燃料的混合氣燃燒后，高壓氣體推動曲柄連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生扭矩，通過曲軸對外做功，即燃料的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為曲軸旋轉(zhuǎn)的動能。汽油機(jī)一般是點燃式發(fā)動機(jī)，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(fā)生爆炸并推動活塞作往復(fù)運動；而柴油機(jī)也叫壓燃式發(fā)動機(jī)，燃料一般被噴入氣缸并發(fā)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(fù)合式燃燒過程，兼具點燃與壓燃式內(nèi)燃機(jī)的特點。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作周期被分為進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣共四個過程。通過進(jìn)氣與排氣，將燃料與工作介質(zhì)進(jìn)行更換，而做功行程則是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)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(huán)的被稱作四沖程循環(huán)，汽車發(fā)動機(jī)多采用這種形式。只需兩個沖程即完成一次循環(huán)的被稱作二沖程循環(huán)，在較小功率的發(fā)動機(jī)如摩托車發(fā)動機(jī)上較為常見，另外還有NEVIS（NEVIS）等方式。

　　2、轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)是一種特殊的活塞式發(fā)動機(jī)，與往復(fù)式發(fā)動機(jī)的最大區(qū)別在于，使用轉(zhuǎn)子活塞驅(qū)動的偏心機(jī)構(gòu)代替了曲柄連桿機(jī)構(gòu)。從側(cè)面看，轉(zhuǎn)子是一個具有凸出弧邊的三角形，氣缸的內(nèi)壁是余擺線（Trochoid），當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)使得每個燃燒室的容積不斷改變，與往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)中活塞上下運動產(chǎn)生的效果類似。轉(zhuǎn)子每工作一圈，每個燃燒室都能各自完成一次燃燒的循環(huán)過程。這種發(fā)動機(jī)在汽車、摩托車、飛機(jī)上有少量使用。

　　3、燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)是一種連續(xù)燃燒的內(nèi)燃機(jī)，其循環(huán)的各個狀態(tài)的改變發(fā)生在空間互相分隔的部件中（壓縮機(jī)、燃燒室、渦輪機(jī)），彼此通過導(dǎo)流部件相連，燃料的供給、燃燒、更換等過程都是持續(xù)的?？諝馐紫扔蓧嚎s機(jī)加壓，接著進(jìn)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(xù)驅(qū)動壓縮機(jī)，另一部分則用以對外做功。燃料的化學(xué)能最終以渦輪旋轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)動能）的形式被加以利用，剩余的氣體則被當(dāng)作廢氣排出。這種發(fā)動機(jī)在船舶上有廣泛使用。

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

　　內(nèi)燃機(jī)能量轉(zhuǎn)化原理：作為熱機(jī)的一種，內(nèi)燃機(jī)的能量來源是燃料燃燒產(chǎn)生的熱，即物質(zhì)蘊含的化學(xué)能先要轉(zhuǎn)化為熱能，再成為機(jī)械能。液體通過相態(tài)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(zhì)使用。內(nèi)燃機(jī)的工作介質(zhì)多為燃料與空氣混合燃燒產(chǎn)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(jī)械裝置對外做工。對于內(nèi)燃機(jī)而言，工作介質(zhì)必須更換（開式循環(huán)），即排放燃燒過的氣體，進(jìn)入新鮮氣體。