内燃機関は、トルクの出方が山なりで、出力（馬力）は回転数に比例して増大するという基本的な出力特性を持つ。また、拘束状態からの起動は不可能であり、機関始動時には無負荷でなければならない。したがって内燃機関をこれらの車両に使用する場合には、電動機のように静止状態から直結発進することはできず、負荷を切り離す機構が必要となる。また、利用できる回転数が限られているため実用的な運転速度範囲を得るためには何らかの変速機構が必要となる。
世界各国で各種交通機関のエネルギー効率上昇に向けた取り組みが行われているが、現時点で内燃機関の熱効率の改善は限界に近付きつつあり、大幅な向上は見込めなくなってきている。一方、駆動系の伝達効率にはまだ向上の余地があり、伝達効率の向上への取り組みが図られている。
機械式.
なお、元々は「物理的に動力を伝える方式」を電気に変換して伝える電気式に対し機械式と呼んでいたため、古い文献では歯車変速機を使う物（現在の機械式）を「歯車式」、歯車式と液体式・空気式（後述）を含めた物理伝達方式の総称を「機械式」と呼んでいるものもある。
機械式のうち、手動式のものの長所短所は、次のとおりである。
欧州での事例.
日本での事例.
電子制御機械式変速機.
電気式.
内燃機関で発電機を駆動、発生した電力で電動機を回して走行する方式。発電機を積んだ電車・電気機関車と言えば理解しやすい。英語ではガソリンエンジンで発電するものをガスエレクトリックエンジン、ディーゼルエンジンで発電するものをディーゼルエレクトリックエンジンと呼ぶ。
この方式の長所および短所は、以下の通り。
日本での事例.
日本で電気式内燃車両を導入する試みは、技術不足によるエンジンの出力不足と発電効率の低さに加え、低規格の線路条件による軸重制限という悪条件が重なり、長らく短所だけが目立つという状況が続いた。
機関車.
気動車.
液体式（流体式）.
液体を動力伝達に用いる方式で、本来は押し出し式（後述の「静油圧式」）と羽根車式を含んだ名称だったが、戦前の時点ですでに前者が廃れてしまい、現在は羽根車式の事を指し、これは車輌の動力伝達にトルクコンバータ（日本では俗にトルコンと呼ばれる。以後トルコンと略）を用いている。