複式機関
複式機関の通常の構成では、まず蒸気は高圧シリンダーあるいはタービンで膨張して熱と圧力を運動エネルギーに変換し、続いて低圧シリンダーあるいはタービンに送られて再度熱と圧力を運動エネルギーに変換する。このため、これらのシリンダーやタービンは直列に動作すると言われることがある。これに対して蒸気を1回で膨張させる単式機関では、複数のシリンダーやタービンに蒸気を分配して同時に動かすことがあるが、これらは並列に動作すると言われる。
単式で給汽圧と排汽圧の著しい差圧から十分にエネルギーを得ようとすれば、レシプロ式では大きなシリンダー部全体を高圧に耐える丈夫な物が求められ、トルクの平準化や振動・騒音の削減を求めれば複式と同じく多気筒化が必要になり、タービン式では高圧と低圧という異なる工学的要求を1つのケース内で実現する必要に迫られる。両方式とも大きな差圧によって排汽時に凝縮水が生じるとエネルギー損失となり、機関内で障害とならないようにこの水を素早く排除する必要が生まれる。複式機関はこういった不都合を避けるために生まれた。
ピストンの上下の吸気口から蒸気を供給する複動式機関 (double-acting cylinder)との混同に注意。
鉄道の蒸気機関車でのレシプロ式複式機関では各シリンダーのピストンの力を釣り合わせるために、高圧シリンダーと低圧シリンダーの容積の比を慎重に決定する必要がある。通常、低圧シリンダーの直径とストロークの長さのどちらかあるいは両方が大きくされる。サイクル中で凝縮の起きない機関では、高圧対低圧の容積比は通常1対2.25である。ギアードロコでは、シリンダー容積は低圧側ピストン速度を速くすることでおおよそ同じにできる。
多くの機関車は長く用いられた。車軸配置4-6-0の230D型機関車は1909年に導入され、クレイユに配置されて1960年代末までパリ北駅でも見ることができた。
4-4-2の形式の3両がイギリスのグレート・ウェスタン鉄道によって購入された。1両は1903年に、これよりわずかに大きな2両が1905年に、技師長のジョージ・チャーチウォード (George Jackson Churchward) によって比較試験のために導入され、彼自身の設計による単式2シリンダー機(2900形:セイント級)と比較された。さらにド・グレン複式と比較のために、4シリンダー単式4-4-2のNo.40(North Star)が特別に製造された。これらの試験の結果としてフランスの流儀の多くの部品がグレート・ウェスタン鉄道に採用されたものの、No.40の量産型となる4000形では単式4シリンダー構成が採用され、ド・グレン式は採用されなかった。