気動車
西ドイツ国鉄は1950年代にローカル線用小型気動車シーネンオムニバスを増備した。これにヒントを得て日本で小規模輸送用にバスの部品を流用して昭和20年代から30年代に製造された、国鉄のキハ01系、南部縦貫鉄道のキハ101・102などが、日本における「レールバス」の始祖とされることがある。
1980年代には地方私鉄や第三セクター鉄道、JR各社向けのレールバスが開発された。富士重工業の「LE-Car・LE-DC」シリーズ、新潟鐵工所の「NDC」シリーズの車両が該当したが、1980年代から1990年代にかけて製造されたバスのような外観の車両は1990年代後半以降廃れ、信楽高原鐵道列車衝突事故でレールバスが大破した教訓もあり本来の鉄道車両的な構造へと回帰しつつある。
1940年代-1950年代の鶴居村営軌道や山鹿温泉鉄道ではボンネットバスを改造して鉄輪をつけた、文字通りの「レールバス」を走らせていた。
車体を傾斜させることによりカーブを高速で通過できる機能を持った「車体傾斜車両」は、かつてはエンジントルクの反作用で車体がエンジンの回転方向の反対方向に傾くことや、プロペラシャフトの伸縮の制約などから気動車では不可能と見られていた。
1989年に試作車が製作されたJR四国2000系気動車によって実現し、翌1990年より量産が開始された。「制御付き自然振り子式気動車」で、エンジンの2基搭載によるエンジントルクの反作用相殺や、スプラインに変わるボール式伸縮機構の採用によりそれらの問題を克服した。また最大傾斜角6度の高性能気動車JR北海道キハ283系気動車が実用化された。以降多くの車体傾斜式の気動車が各社で営業投入され、曲線区間の多い非電化幹線での大幅な高速化に寄与している。
空気ばねによる車体傾斜装置を搭載した車両もあり、JR北海道の札幌近郊用キハ201系、特急列車用キハ261系で採用されている。このうちキハ201系は731系電車との協調運転が可能な設計であり、函館本線小樽駅以東で併結運転が実施されている。
大正時代から1950年代までは、燃料にガソリンを使用したガソリンエンジンを動力とする「ガソリン動車」(「ガソリンカー」とも)が存在し、取り扱いの簡易さから特に1930年代には盛んに用いられた。1940年の西成線列車脱線火災事故とその後のディーゼルエンジン技術の改良がきっかけとなり、安全性と経済性に劣るガソリン動車は戦後すぐに置き換えが進み、日本においては1969年の磐梯急行電鉄廃止に伴い営業用車両は全廃されている。
動力源として蒸気機関を用いた気動車を蒸気動車と呼ぶ。蒸気動車は蒸気機関車と同様、燃料に石炭を使用しており、運転者以外に機関助手の乗務による投炭作業を要した。
世界最初の蒸気動車はイースタン・カウンティ鉄道の機関車技師であるジェームス サミュエルによって設計され、1847年にウィリアム・ブリッジズ・アダムスによって製造され、1847年10月23日にショーディッチとケンブリッジの間で試運転された。日本では、明治時代末期から戦後間もないころまでは蒸気動車が使用された。当初は単に「自働車」「汽動車」と呼ばれ、内燃機関を搭載した動車が登場したことで「蒸気動車」と呼ばれるようになった。