有的人可能认为内燃机车和汽车都是使用的内燃机，两者的结构原理应是相同的。其实，它们是不完全一样的。汽车是利用内燃机产生的动力直接推动车轮转动，而内燃机车则是先通过内燃机带动发电机产生电能，再用电能使电动机旋转，从而驱动机车前进。所以，通常也将内燃机车称做“电传动内燃机车”。
内燃机车出世后，以其明显的优势很快就压倒了蒸汽机车。特别是第二次世界大战结束后，由于内燃机车所用的燃料——石油价格较低，能大量供应，因而有力地促进了内燃机车的发展。一些国家如美国、日本、法国、加拿大等国都用继制成了内燃机车，并且在10年左右的时间内实现了铁路机车内燃化，使内燃机车得到了较广泛的使用。
我国于1958年研制成了第一台内燃机车。到1969年，已制造出4000马力的大功率内燃机车，如“东风型”、“东方红型”和“北京型”内燃机车等。现在，我国在许多铁路线上已有各种类型的内燃机车牵引着长长的列车在驰骋着，一些主要干线的直达客车基本上实现了内燃机车牵引。
内燃机车除了通常使用的电传动内燃机车外，还有液力传动内燃机车和适用于寒冷缺水地区的燃气轮机车。
液力传动内燃机车是将内燃机产生的动力，通过液力变速箱、万向轴、车轴齿轮箱等设备，使车轮转动，从而带动车辆前进。早期的液力传动内燃机车，采用类似于蒸汽机车的连杆驱动。
燃(ran)气(qi)(qi)轮(lun)(lun)(lun)机(ji)车(che)是现代(dai)化内(nei)燃(ran)机(ji)车(che)的(de)(de)(de)一(yi)种。这种机(ji)车(che)的(de)(de)(de)内(nei)燃(ran)机(ji)与喷气(qi)(qi)式(shi)飞机(ji)的(de)(de)(de)原理相同。它比一(yi)般内(nei)燃(ran)机(ji)车(che)的(de)(de)(de)马力大，振动小，结构简单，行(xing)驶(shi)安(an)全可靠(kao)，而且(qie)容(rong)易制造。世界上第(di)(di)一(yi)台燃(ran)气(qi)(qi)轮(lun)(lun)(lun)机(ji)车(che)是1941年在瑞士制成的(de)(de)(de)。由于它特别适用于高(gao)寒(han)、缺水地区使(shi)(shi)用，近年来发展很快。法国已研制成并投(tou)人使(shi)(shi)用第(di)(di)二代(dai)和第(di)(di)三代(dai)燃(ran)气(qi)(qi)轮(lun)(lun)(lun)机(ji)车(che)，其中(zhong)第(di)(di)二代(dai)燃(ran)气(qi)(qi)轮(lun)(lun)(lun)机(ji)车(che)的(de)(de)(de)最(zui)高(gao)时速就已达到260公里。目(mu)前，燃(ran)气(qi)(qi)轮(lun)(lun)(lun)机(ji)车(che)已成为引(yin)人注目(mu)的(de)(de)(de)现代(dai)化机(ji)车(che)的(de)(de)(de)一(yi)个得力的(de)(de)(de)方面(mian)军。
高速火车
从世界上第一台火车问世到现在，已经有100多年的历史了。随着火车
“年龄”的增大，它也日益现代化了。目前，世界各国虽然主要使用的还是电力机车和内燃机车（包括燃气轮机车）（也有一些国家还在使用蒸汽机车），但这些机车与它们的“祖先”相比，不仅面貌大为改观，而且机车的速度提高了十几倍，马力增大了数百倍。昔日马车要和它赛跑，今天的火车却敢与小飞机比高低。
现在，在一些国家的铁路线上已经有了万吨火车，也有了万匹马力的电力机车，列车的速度超过了每小时200公里，正向着500公里的时速迈进。
本世纪80年代初期，法国修建的东南部高速火车就已投入运营了。它的最高时速达到270公里，一般速度也高达每小时约200公里。横渡英国和法国之间的英吉利海峡的高速火车，其最高时速达300公里。这些高速火车的速度之所以这么快，一是采用了流线型的外形，使火车飞驰时所受到的空气阻力大大减少；二是使用了牵引力很大的机车；三是应用电子计算机进行自动操纵。
横渡英吉利海峡的高速火车，不仅速度快，而且以乘坐舒适而名列 90年代火车的榜首。它除了精心装置了减震设备外，还装有噪音低、震动小的新型空调设备。另外，头等舱的乘客还拥有一个小“沙龙”。车上还设有电话亭。乘坐这样的列车，使人感到舒适、方便。列车的外观设计也别具一格，车厢涂成清爽悦目的银白色和蓝色。车门的颜色随车厢的等级而不同，使乘客能很快找到自己所乘坐的车厢。
人们从火车运行中发现，普通火车的速度之所以难以提高，主要不在于发动机，而是火车轮子的行驶速度受到了铁路轨道的限制。在火车速度比较低时，这种限制作用还不大明显。然而，当火车速度加快，特别是在时速超过200或250公里以上时，列车就变得不稳定，方向不好控制，车轮产生的噪音很大，对钢轨的磨损也很严重，往往会突然发生严重的故障。
解决这(zhei)(zhei)(zhei)种难题的(de)办法，一是(shi)建造一条笔(bi)直的(de)铁(tie)路(lu)(lu)，这(zhei)(zhei)(zhei)样火(huo)车(che)就能(neng)轻而易举地(di)达到每小(xiao)时300公(gong)里的(de)速(su)度，而且列车(che)行驶平稳(wen)，乘坐舒适、安全。但是(shi)，这(zhei)(zhei)(zhei)种铁(tie)路(lu)(lu)造价很高(gao)。例如，法国建造的(de)巴黎至里昂的(de)高(gao)速(su)铁(tie)路(lu)(lu)，造价高(gao)达20多(duo)亿美元(yuan)。这(zhei)(zhei)(zhei)条铁(tie)路(lu)(lu)确实(shi)平坦笔(bi)直，可(ke)它跨越了(le)很多(duo)峡谷(gu)，穿(chuan)过了(le)许(xu)多(duo)山(shan)岭，甚至毁坏了(le)一些旅游风(feng)景区(qu)和文(wen)明古(gu)迹；二是(shi)向空中发展，建造高(gao)架铁(tie)路(lu)(lu)。英国早在(zai)1836年就建造了(le)格林尼治至伦敦的(de)高(gao)架铁(tie)路(lu)(lu)。当时这(zhei)(zhei)(zhei)条铁(tie)路(lu)(lu)要穿(chuan)过市区(qu)，许(xu)多(duo)住宅和部门必须拆(chai)迁，而英国议(yi)会又规定(ding)铁(tie)路(lu)(lu)和公(gong)路(lu)(lu)在(zai)市内不能(neng)平面(mian)交叉。在(zai)这(zhei)(zhei)(zhei)种情况下，为了(le)提高(gao)车(che)速(su)，保证(zheng)安全，减少拆(chai)迁，人(ren)们(men)就想出了(le)建造高(gao)架铁(tie)路(lu)(lu)。接着，美国在(zai)纽(niu)约市也架起钢结(jie)构立柱式高(gao)架铁(tie)路(lu)(lu)。由于这(zhei)(zhei)(zhei)种高(gao)架铁(tie)路(lu)(lu)的(de)噪音和振动都较大，影响周围居民的(de)安宁，所以钢筋混(hun)凝土高(gao)架桥式
