Denna typ av motorer bygger på en inre förbränning där värmeenergi omvandlas till mekaniskt arbete. Exempel på en sådan motorer är den vanliga bensinmotorn och diesel motorn. Det är en värmemaskin vars verkningsgrad ytterst beror på skillnaden i temperatur mellan motorns inre och omgivningen. Vid förbränningen omvandlas den kemiska energin som finns bunden i bränslet till värmeenergi. Denna omvandlas i sin tur till arbete genom att de expanderande förbränningsgaserna påverkar någon rörlig detalj i motorn. Till exempel kolven i en vanlig bensinmotor.

Ett kolvslag används för vart och ett av förbränningsprocessens delförlopp- insugningstakten, kompressionstakten, expansionstakten och utblåsningstakten är motorn en fyrtaktsmotor.

Används bara en del varje kolvslag för de olika förloppen talar man om en tvåtaktsmotor.

Ett kolvslag benämns en takt. Ju fler cylindrar motorn har desto bättre är den balanserad.

Dieselmotorn skiljer sig från bensinmotorn genom att den saknar tändstift. Bränslet fås att explodera genom att utsättas för mycket högt tryck istället. Hög kompression.