內燃機車以內燃機（jī）作為原動力，通過傳（chuán）動（dòng）裝（zhuāng）置驅動車輪（lún）的機車。根據（jù）機車上內燃機的種類，在我國鐵路上采用的內燃機大多數是柴油機（jī）。燃油（柴油）在汽缸內燃燒，將熱能轉（zhuǎn）換為由柴油曲軸輸出的機械能，但並（bìng）不用來直接（jiē）驅動動輪（lún），而是通過傳動裝置轉換為適合機車牽引特性要求的機械能，再通過走行部驅動機車動輪在軌道上轉動。

柴油機車使用為廣泛。在中國（guó），內燃機車這概念習（xí）慣上指的（de）是柴（chái）油（yóu）機車。 內燃機車中內燃機和動輪之間加裝台（tái）與發動機同等重（chóng）要並符合（hé）牽引特性的傳動裝置。傳動裝置有三種：機械傳（chuán）動裝置、液（yè）力傳動裝置和電力傳（chuán）動裝置。裝有電力傳動裝（zhuāng）置的內燃機車，稱為電力傳動內燃機車，以此類推。