發動機是汽車的動力源。汽車發動機大多是熱能動力裝置，簡稱熱力機。熱力機是藉助工質的狀態變化將燃料燃燒產生的熱能轉變為機械能。
往復活塞式四衝程汽油機是德國人奧托在大氣壓力式發動機基礎上，於1876 年發明並投入使用的。由於採用了進氣、壓縮、做功和排氣四個衝程，發動機的熱效率從大氣壓力式發動機的11%提高到14%，而發動機的質量卻降低了70%。
1892 年德國工程師狄塞爾發明了壓燃式發動機(即柴油機)，實現了內燃機歷史上的第二次重大突破。由於採用高壓縮比和膨脹比，熱效率比當時其他發動機又提高了1 倍。1956年，德國人汪克爾發明了轉子式發動機，使發動機轉速有較大幅度的提高。1964年，德國NSU公司首次將轉子式發動機安裝在轎車上。
1926 年，瑞士人布希提出了廢氣渦輪增壓理論，利用發動機排出的廢氣能量來驅動壓氣機，給發動機增壓。50 年代後，廢氣渦輪增壓技術開始在車用內燃機上逐漸得到應用，使發動機性能有很大提高，成為內燃機發展史上的第三次重大突破。
1926 年，瑞士人布希提出了廢氣渦輪增壓理論，利用發動機排出的廢氣能量來驅動壓氣機，給發動機增壓。50 年代後，廢氣渦輪增壓技術開始在車用內燃機上逐漸得到應用，使發動機性能有很大提高，成為內燃機發展史上的第三次重大突破。
1967 年德國博世公司首次推出由電子計算機控制的汽油噴射系統，開創了電控技術在汽車發動機上應用的歷史。經過30年的發展，以電子計算機為核心的發動機管理系統已逐漸成為汽車、特別是轎車發動機上的標準配置。由於電控技術的應用，發動機的汙染物排放、噪聲和燃油消耗大幅度地降低，改善了動力性能，成為內燃機發展史上第四次重大突破。
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