发动机是汽车的动力源，被称为“汽车的心脏”。现在汽车上使用的发动机都是活塞式内燃机，它可以把燃料的化学能转化成机械能，并通过一系列的机械传动来推动汽车行驶。根据不同的结构或功能特性，发动机有不同的分类方式。
1、按活塞运动方式的不同，可分为往复活塞式发动机和旋转活塞式发动机两种。我们常见的汽车发动机都是往复活塞式的，所谓的旋转活塞式发动机就是指转子发动机，已经很少使用了，只有日本马自达这个技术疯子还在研究它。
2、根据所用燃料种类不同，可分为汽油发动机、柴油发动机和气体燃料发动机三类。所谓的气体燃料发动机就是指天然气发动机、压缩天然气发动机、液化石油气发动机这几种，一般都是用汽油发动机或柴油发动机改造过来的，很多时候都可以同时使用两种燃料。
3、按冷却方式的不同，可分为水冷式和风冷式两种。风冷式发动机比较少见，主要应用在一些大型柴油机及工程机械上，比如著名的越野卡车太脱拉的十缸、十二缸风冷发动机。早期也有一些汽油机是风冷的，一般都是排量较小、发动机后置的车型，比如著名的甲壳虫汽车。
4、按一个工作循环期间活塞往复运动的行程数，可分为四冲程发动机和二冲程发动机。小型二冲程发动机一般只应用在小排量的摩托车上，以及剪草机、油锯、游艇等小型机械上，大型的二冲程发动机一般应用在对动力需求较高而对油耗和排放要求较低的特种车辆上，比如坦克等。
5、按照气缸数量分类，可以分为单缸发动机和多缸发动机。单缸和双缸发动机主要应用在摩托车和农业机械上，而汽车上都使用多缸发动机，比如三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十缸、十二缸等。现在三缸发动机很流行，大多应用在小排量的乘用车上；五缸和十缸发动机比较少见，使用五缸发动机的主要有奥迪100、奥迪RS3和奥迪TTRS、沃尔沃T5等，十缸发动机一般都做成V型的，在早期的F1赛车上曾经使用过，还有就是T815十缸风冷发动机。
6、按照气缸排列方式不同，可以分为单列式（直列式）和双列式（V型、W型、水平对置）两种。一般气缸数在六缸以下的都做成直列式的，在乘用车上为了缩短发动机长度，也会把六缸发动机做成V型的；V型发动机有15°、60°、75°、90°之分，这个角度是指两列气缸之间的夹角，常用的是60°和90°的，15°夹角主要指大众的VR6发动机，把两台VR6发动机以一定角度焊接在一起，就变成了大众的W12发动机，75°夹角一般用于V10发动机；如果两列气缸夹角拉平为180°，就变成了水平对置发动机，现在的斯巴鲁和保时捷还在使用这种发动机。
7、按进气状态不同，可分为增压发动机和自然吸气发动机两类。增压发动机可以在不增加发动机排量的情况下，大幅度提高发动机动力，所以应用越来越广泛，它又可以分为机械增压和废气涡轮增压两种，现在的柴油机普遍都实现增压化了，汽油机也正在普及。
现在的乘用车上，一般应用的都是水冷、四冲程、往复活塞式、小排量涡轮增压、直列三缸或四缸汽油发动机，豪华高级轿车上可能使用六缸以上的发动机；而在大中型客车、卡车以及各种工程机械上，一般使用水冷、四冲程、往复活塞式、涡轮增压、直列四缸或六缸柴油发动机，很少一部分有特殊要求的车型使用风冷或者二冲程发动机。