Двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называют тип двигателя (тепловой машины), в которой химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу в виде вращения. В качестве топлива ДВС обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо.
Под поршневым ДВС подразумевается тот тип ДВС, в основе конструкции которого лежит кривошипно-шатунный механизм (КШМ). КШМ преобразует энергию поступательного движения поршня в энергию вращательного движения коленчатого вала. В свою очередь, поршень приобретает энергию своего поступательного движения за счет энергии давления газов при сгорании топливной смеси в цилиндре.

Наиболее распространенными являются четырехтактные ДВС. В данном виде ДВС рабочая смесь поступает и отводится из рабочих цилиндров через, соответственно, впускные и выпускные клапана.
Цикл работы рассматриваемого ДВС состоит из четырех тактов.
Первый такт - впуск. Поршень идет вниз, клапан впуска открывается, и топливная смесь поступает из системы приготовления смеси в цилиндр. Когда поршень достигает нижнего положения, клапан впуска закрывается.
Второй такт - сжатие. Поршень идет вверх, топливная смесь сжимается. Когда поршень находится в нескольких миллиметрах от верхней мертвой точки (ВМТ), свеча воспламеняет топливо, сжатое поршнем.
Третий такт - рабочий ход (расширение). После воспламенения горючего оно сгорает, горячие газы быстро расширяются, толкая поршень вниз (оба клапана закрыты).
Четвертый такт - выпуск. По инерции коленвал продолжает свое вращение (для равномерности вращения на коленвале установлены грузы - щеки коленвала), поршень идет наверх. Одновременно открывается выпускной клапан, и отработавшие газы выходят в выхлопную трубу. При достижениии поршнем ВМТ, выпускной клапан закрывается.
Далее повторяются все четыре такта.
Для своевременного открытия клапанов в четырехтактном ДВС служит газораспределительный механизм (ГРМ).
Открытие подпружиненных клапанов происходит при нажатии кулачков распределительного вала на толкатели клапанов. Профиль кулачков распределительного вала определяет многие технические характеристики ДВС. Для осуществления однозначной связи во вращении распределительного и коленчатого валов используется цепь или зубчатый ремень ГРМ (Syncro belt). Частота вращения распределительного вала вдвое меньше частоты вращения коленчатого вала.
 

ДВС нашли широчайшее применение в транспорте и промышленности. Несмотря на огромные научные достижения научной и инженерной мысли ДВС благодаря своей компактности, распространенности и широкой доступности топлива шагнули в 21 век. ДВС по прежнему являются объектом совершенствования инженеров.

Бензиновые двигатели — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха, входящего в двигатель, посредством дроссельной заслонки.

Ди́зельный дви́гатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий на дизельном топливе. Основное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в способе подачи топливо-воздушной смеси в цилиндр и способе её воспламенения. В бензиновом двигателе топливо смешивается с всасываемым воздухом до попадания в цилиндр, получаемая смесь поджигается в необходимый момент свечой зажигания. На всех режимах, за исключением режима полностью открытой дроссельной заслонки, дроссельная заслонка ограничивает воздушный поток, и наполнение цилиндров происходит неполностью.
В дизельном двигателе воздух подается в цилиндр отдельно от топлива и затем сжимается. Из-за высокой степени сжатия (от 14:1 до 24:1), когда воздух нагревается до температуры самовоспламенения дизельного топлива (800—900°С), оно впрыскивается в камеры сгорания форсунками под большим давлением (от 10 до 220 МПа). Свечи у дизеля тоже могут быть, но они являются свечами накаливания и разогревают воздух в камере сгорания, чтобы облегчить запуск.
Дизельный двигатель использует в своей работе термодинамический цикл с изохорно-изобарным подводом теплоты (цикл Тринклера-Сабатэ), благодаря очень высокой степени сжатия они отличаются большим КПД (до 50 %) по сравнению с бензиновыми двигателями.