根据将热能转化为机械能的主要部件的不同形式，发动机可分为活塞式发动机和燃气轮机两大类。
活塞式发动机按活塞运动方式可分为往复活塞式和旋转活塞式。往复活塞式发动机是现代发动机的主流。活塞在气缸中做直线往复运动，并通过连杆和曲轴转化为旋转运动。
根据往复活塞式发动机的点火方式、工作循环、凸轮轴位置和数量、气缸排列、燃料使用和冷却方式，可以分为许多不同的形式。
1.根据点火模式分类。
按点火方式可分为点燃式发动机(汽油机、液化石油气发动机和双燃料发动机)和压燃式发动机(柴油机和重油发动机)。
2.根据工作周期分类。
按工作循环可分为四冲程发动机和二冲程发动机。
3.根据凸轮轴的位置和数量进行分类。按凸轮轴的位置可分为凸轮轴装在气缸盖上的发动机(凸轮轴顶置)和凸轮轴装在气缸体内的发动机(凸轮轴中心，也叫气门顶置)。按凸轮轴数量可分为单凸轮轴发动机、双凸轮轴发动机和四凸轮发动机。
4根据使用的燃料分类。
按使用的燃料可分为汽油机、柴油机、液化石油气发动机和双燃料发动机。
5.根据气缸的数量和排列进行分类。
按缸数可分为单缸发动机和多缸发动机。根据气缸的排列方式，可分为直列式发动机、V型发动机、辐射式发动机、对置发动机和卧式发动机。
6.根据冷却方式分类。
按冷却方式可分为水冷发动机和风冷发动机。
现代汽车目前主要采用四冲程、多缸、水冷、顶置凸轮轴发动机。
发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机（往复活塞式发动机）、外燃机（斯特林发动机、蒸汽机等）、喷气发动机、电动机等。如内燃机通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器（如：汽油发动机、航空发动机）。
外燃机
外燃机，就是说它的燃料在发动机的外部燃烧。发动机将这种燃烧产生的热能转化成动能，瓦特改良的蒸汽机就是一种典型的外燃机，当大量的煤燃烧产生热能把水加热成大量的水蒸汽时，高压便产生了，然后这种高压又推动机械做功，从而完成了热能向动能的转变。
内燃机
内燃机即往复活塞式发动机，这一类型的发动机与外燃机的最大不同在于它的燃料在其内部燃烧。内燃机的种类十分繁多，常见的汽油机、柴油机是典型的内燃机。
燃气轮机
此外还有燃气轮机，这种发动机的工作特点是燃烧产生高压燃气，利用燃气的高压推动燃气轮机的叶片旋转，从而输出动力。燃气轮机使用范围很广，但由于很难精细地调节输出的功率。
喷气发动机
喷气发动机，是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机。燃料和氧化剂在燃烧室内起化学反应而释放热能.然后热能在喷管中转化为调整气流的功能。除燃料外，氧化剂由飞行器携带的称为火箭发动机，包括固体燃料火箭发动机和液体燃料火箭发动机。
