複数の機構が組み合わさって動く自動車ですが、その仕組みの中でも重要部品に位置するのが内燃機関です。燃料をシリンダー内で燃やす事により発生したエネルギーで、自動車を動かします。一般的にはエンジンの名称で呼ばれ、往復とそれに伴う回転によりエネルギーを生み出すレシプロエンジン（ピストンエンジン）や、回転動力のみを使うロータリーエンジンなどが主に車に使われています。
高温のガスを燃焼させるガスタービンエンジンは航空機などの利用が中心となり、車のエンジンとしては普及しませんでしたが、ごく一部の車で搭載されています。これらエンジンの誕生により自動車の実用化が可能になり、誰でも手軽に長距離移動できるようになりました。
内燃機関は19世紀頃にガスの普及が始まり、現在も使われているレシプロエンジンの開発が本格化しました。当初はガスや石油を燃料とする場合が多く、現在では中心的な燃料であるガソリンは気化する性質ゆえに扱いが難しいため、ガスより遅れて普及する事になりました。現在では燃費の向上による高い効率性を求められると同時に、環境に配慮した排出ガスの低減が行われています。電動自動車やハイブリッドカーの登場により、自動車の内燃機関はそれらを上回る魅力を必要とされています。