Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является тепловым двигателем, то есть устройством, преобразующим энергию сгорания топлива (тепло) в механическую энергию (движение). Есть ещё двигатели внешнего сгорания, самый известный из которых – это паровая машина. У неё огонь подогревает котёл с паром, а затем готовый пар поступает в цилиндры, где преобразуется во вращение колёс паровоза, например. Двигатели внутреннего сгорания в свою очередь делятся на два больших класса – поршневые двигатели и турбины. Последними приводят в движение самолёты. В турбине, за счёт быстро вращающихся роторов, лопатки сжимают воздух, подаётся топливо, горючая смесь воспламеняется и с увеличенной силой крутит следующий ротор с лопатками, создавая вращение. Всё – внутри двигателя. То же и в поршневом двигателе, только процессы происходят в цилиндре, с движущимся вверх-вниз поршнем. Двигаясь вниз, поршень всасывает воздух или горючую смесь (впуск). Затем, двигаясь вверх поршень эту смесь сжимает (сжатие). Когда он достигает самого верха, верхней мёртвой точки, свеча зажигания воспламеняет горючую смесь, которая взрывается и с силой толкает поршень вниз (сгорание). Достигнув низа, поршень вновь движется вверх, выталкивая продукты сгорания (выхлоп). Так работает четырёхтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания. Есть ещё двухтактный двигатель. В нём сжатие и воспламенение топлива происходит так же, но при движении поршня вниз сразу же происходят выхлоп и впуск свежего воздуха или горючей смеси. Всё – за два движения поршня. За процессы газообмена в двигателе, впуск горючей смеси и выпуск выхлопа, отвечает газораспределительный механизм (ГРМ). Это, как правило, несколько клапанов, которые открываются и закрываются в нужное время.

Поршень и толкаемый им коленчатый вал образуют кривошипно-шатунный механизм. Коленчатый вал крутился вместе с тяжёлым маховиком. Именно инерция маховика, которую он набирает при сгорании горючей смеси (рабочий ход), заставляет поршень выталкивать отработавшие газы, впускать новую порцию горючей смеси и сжимать её (холостые хода). У двигателя с искровым воспламенением имеется система зажигания, вовремя поджигающая горючую смесь. И формирователи этой горючей смеси, карбюратор или система впрыска топлива. У двигателя с воспламенением от сжатия, дизеля сжимается просто воздух. Но в два - три раза сильнее. За счёт этого он здорово нагревается и впрыск топлива в цилиндр вызывает мгновенное воспламенение. А ещё есть система охлаждения, которая омывая (водяное охлаждение) или обдувая (воздушное охлаждение) уносит излишки тепла от цилиндра. И система смазки, в которой насос подает масло ко всем деталям двигателя.