Двигуни, що застосовуються на транспортних засобах, можна класифікувати за рядом ознак.
1. За способом перетворення теплоти в механічну роботу: двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ) - поршневі, роторно-поршневі, газотурбінні; двигуни зовнішнього згоряння (ДЗЗ) - двигуни Стірлінга; парові двигуни; електричні двигуни; інерційні двигуни та ін.
2. За способом здійснення робочого циклу: чотиритактні і двотактні ДВЗ, як з наддувом, так і без нього.
3. За видом використаного палива: бензинові двигуни, дизелі, газові ДВЗ, бензогазові ДВЗ, газодизелі, багатопаливні ДВЗ.
4. За способом сумішоутворення: двигуни з зовнішнім сумішоутворенням (карбюраторні, газові та з впорскуванням легкого палива у впускний колектор); із внутрішнім сумішоутворенням (дизелі, двигуни з впорскуванням легкого палива у циліндр); із змішаним сумішоутворенням (газодизелі).
5. За способом запалювання робочої суміші: двигуни з іскровим запалюванням (карбюраторні, газові, з впорскуванням легкого палива); із самозайманням від стиску (дизелі); із займанням газового палива від запальної дози рідкого палива (газодизелі).
6. За способом регулювання потужності: двигуни з якісним (дизелі та газодизелі), кількісним (карбюраторні та газові) і змішаним регулюванням.
7. За розташуванням циліндрів: однорядні (з вертикальним, горизонтальним, похилим розміщенням); дворядні (V–подібні, опозитні).
8. За способом охолодження: двигуни з рідинним та повітряним охолодженням.
9. За швидкохідністю: тохоходні з середньою швидкістю поршня Сm<8 м/с, швидкоходні з Сm>8 м/с.
Класифікація 2…9 відноситься лише до поршневих ДВЗ.
На сучасних вітчизняних автомобілях переважно застосовуються чотиритактні поршневі ДВЗ з наддувом і без нього, які працюють на легкому, важкому й газовому паливі; з зовнішнім та внутрішнім сумішоутворенням, з іскровим запалюванням суміші та самозайманням її від стиску, з кількісним та якісним регулюванням потужності, а також рядні та V-подібні з рідинним і повітряним охолодженням.