汽車發動機一般是通過內部燃燒汽油(柴油)來獲得動能，所以汽車發動機是內燃機。

一、按照所用燃料不同：可以分為汽油機和柴油機。汽油機與柴油機比較各有特點;汽油機轉速高，質量小，噪音小，起動容易，制造成本低;柴油機壓縮比大，熱效率高，排放性能和經濟性能較汽油機好得多。

二、按活塞運動方式：活塞式內燃機可分為往復活塞式和旋轉活塞式兩種。前者活塞在汽缸內作往復直線運動，后者活塞在汽缸內作旋轉運動。

三、按照氣缸數目不同：可以分為單缸發動機和多缸發動機。僅有一個氣缸的發動機稱為單缸發動機;有兩個以上氣缸的發動機稱為多缸發動機。現代車用發動機多采用三缸，四缸、六缸、八缸發動機。

四、按照氣缸排列方式不同：可以分為單列式、雙列式和三列式。單列式發動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的。雙列式發動機把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角<180°(一般為90°)稱為V型發動機，若兩列之間的夾角=180°稱為對置式發動機。三列式把氣缸排成三列，成為W型發動機。

五、按照行程分類：內燃機按照完成一個工作循環所需的沖程數可分為四沖程內燃機和二沖程內燃機。汽車發動機一般采用四沖程內燃機。四沖程內燃機是指完成一個工作循環，活塞在氣缸內上下往復運動四個沖程，曲軸要轉兩圈(720°);二沖程內燃機則是二分之一的工作過程。

六、按照進氣系統否采用增壓方式：可以分為增壓式(強制進氣)和非增壓式(自然吸氣)。利用增壓器提高進氣壓力，增大進氣密度，為增壓內燃機，這種方式利于提高內燃機功率。在接近大氣狀態下進行的進氣，為非增壓內燃機或自然吸氣式內燃機;

七、按照冷卻方式分類：內燃機按照冷卻方式不同可以分為水冷發動機和風冷發動機。水冷發動機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行循環的冷卻液作為冷卻介質進行冷卻的;而風冷發動機是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質進行冷卻的。水冷發動機冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應用于現代車用發動機。