Der Verbrennungsmotor ist eine Wärmekraftmaschine, bei der Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt wird.

In einem Verbrennungsmotor wird ein Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet, wodurch sich die Temperatur und somit auch der Druck in der Verbrennungskammer stark erhöhen. Dies geschieht in einem Kreisprozess, bei dem das Gasgemisch angesaugt, verdichtet, verbrannt und anschließend ausgestoßen wird. Um die bei der Verbrennung entstehende Wärmeenergie in mechanische Energie umzuwandeln, gibt es verschiedene Bauformen. Am häufigsten werden Hubkolben verwendet. Hierbei verursacht der Druck eine Kraft auf den Kolben. Die oszillierende Bewegung des Kolbens wird dann über eine Pleuelstange auf die Kurbelwelle übertragen und damit in Rotationsbewegung umgewandelt [GrRu07]. Die am weitesten verbreiteten Vertreter sind Otto- und Dieselmotoren.

Insgesamt dominieren beide Motoren den Bestand an Personenkraftwagen (Pkw) mit einem Anteil von etwa 94 Prozent der in Deutschland zugelassenen Pkw [KBA22a]. Weitere Varianten, wie der Wankelmotor, sind aufgrund von Nachteilen bei Abdichtung und Schmierung nicht weit verbreitet [EiKl07, S. 220-221].

Der Hauptunterschied zwischen einem Otto- und einem Dieselmotor besteht in der Zündung. Beim Ottomotor wird das komprimierte Luft-Benzin-Gemisch durch eine Zündkerze gezündet. Diese elektronische Fremdzündung kann leicht gesteuert und an die Last oder Drehzahl angepasst werden. Bei heutigen Dieselmotoren wird Luft komprimiert und somit stark erhitzt. Anschließend wird der Treibstoff eingespritzt und entzündet sich selbst. Es ist also im laufenden Betrieb keine Zündvorrichtung notwendig. Während Dieselmotoren effizienter sind und weniger Kohlenstoffdioxid (CO₂) emittieren als Ottomotoren, weisen sie einen höheren Stickoxidausstoß auf.