。利用燃料燃烧后在有限空间内自身的膨胀直接做功的发动机，被称为内燃机。内燃发动机中最常见的是往复式发动机：燃烧后的气体推动活塞进行往复运动，活塞再透过曲轴（crank）将原本直线往复的动力输出转为旋转运动，是今日汽车与机车上最常见到的动力型式，早期螺旋桨飞机，部分小型船只和某些情况下用来驱动发电机的发动机也都采用这种形式。旋转式发动机又可分为喷气发动机和转子发动机。1876年，德国的尼古拉斯·奥托以蒸汽机为基础，根据罗夏提出的原理发明了实用的单缸四冲程煤气发动机，主要作为工厂的动力来源。1879年，