內(nèi)燃機(jī)車以內(nèi)燃機(jī)作為原動力，通過傳動裝置驅(qū)動車輪的機(jī)車。根據(jù)機(jī)車上內(nèi)燃機(jī)的種類，在我國鐵路上采用的內(nèi)燃機(jī)絕大多數(shù)是柴油機(jī)。燃油（柴油）在汽缸內(nèi)燃燒，將熱能轉(zhuǎn)換為由柴油曲軸輸出的機(jī)械能，但并不用來直接驅(qū)動動輪，而是通過傳動裝置轉(zhuǎn)換為適合機(jī)車牽引特性要求的機(jī)械能，再通過走行部驅(qū)動機(jī)車動輪在軌道上轉(zhuǎn)動。

柴油機(jī)車使用最為廣泛。在中國，內(nèi)燃機(jī)車這一概念習(xí)慣上指的是柴油機(jī)車。 內(nèi)燃機(jī)車中內(nèi)燃機(jī)和動輪之間加裝一臺與發(fā)動機(jī)同等重要并符合牽引特性的傳動裝置。傳動裝置有三種：機(jī)械傳動裝置、液力傳動裝置和電力傳動裝置。裝有電力傳動裝置的內(nèi)燃機(jī)車，稱為電力傳動內(nèi)燃機(jī)車，以此類推。