1860年，法国的勒努瓦模仿蒸汽机的构造，设想造造出第一台适用的煤气机。那是一种无压缩、电点火、利用照明煤气的内燃机。勒努瓦起首在内燃机中摘用了弹力活塞环。那台煤气机的热效率为4%摆布。英国的巴尼特曾倡议将可燃混合气在点火之前停止压缩，随后又有人著文阐述对可燃混合气停止压缩的重要感化，而且指出压缩能够大大进步勒努瓦内燃机的效率。
1862年，法国科学家罗沙对内燃机热力过程停止理论阐发之后，提出进步内燃机效率的要求，那就是最早的四冲程工做轮回。1876年，德国创造家奥托运用罗沙的原理，创造胜利第一台往新生塞式、单缸、卧式、3。2千瓦(4。4马力)的四冲程内燃机，仍以煤气为燃料，摘用火焰点火，转速为156。
7转/分，压缩比为2。66，热效率到达14％，运转平稳。在其时，无论是功率仍是热效率，它都是更高的。奥托内燃机获得妥帖，性能也在进步。1880年单机功率到达11～15千瓦(15～20马力)，到1893年又进步到150千瓦。因为压缩比的进步，热效率也随之增高，1886年热效率为15。
5%，1897年已高达20～26％。1881年，英国工程师克拉克研造胜利第一台二冲程的煤气机，并在巴黎展览会上展出。跟着石油的开发，比煤气易于运输照顾的汽油和柴油引起了人们的重视，起首获得试用的是易于挥发的汽油。1883年，德国的戴姆勒创造胜利第一台立式汽油机，它的特征是轻型和高速。
其时其他内燃机的转速不超越200转/分，它却一跃而到达800转/分，特殊适应交通动输机械的要求。1885～1886年，汽油机做为汽车动力运行胜利，大大鞭策了汽车的开展。同时，汽车的开展又促进了汽油机的改进和进步。不久汽油机又用做了小船的动力。
1892年，德国工程师狄塞尔受面粉厂粉尘爆炸的启发，想象将吸进气缸的空气高度压缩，使其温度超越燃料的自燃温度，再用高压空气将燃料吹进气缸，使之着火燃烧。他初创的压缩点火式内燃机(柴油机)于1897年研造胜利，为内燃机的开展开辟了新路子。狄塞尔起头力求使内燃机实现卡诺轮回，以求获得更高的热效率，但现实上做到的是近似的等压燃烧，其热效率达26％。
压缩点火式内燃机的问世，引起了世界机械业的极大兴致，压缩点火式内燃机也以创造者而定名为狄塞尔引擎。那种内燃机以后大多用柴油为燃料，故又称为柴油机。1898年，柴油机起首用于固定式发电机组，1903年用做商船动力，1904年拆于舰艇，1913年第一台以柴油机为动力的内燃机车造成，1920年摆布起头用于汽车和农业机械。
早在往新生塞式内燃机降生以前，人们就曾努力于创造扭转活塞式的内燃机，但均未获胜利。曲到1954年，联邦德国工程师汪克尔处理了密封问题后，才于1957年研造出扭转活塞式策动机，被称为汪克尔策动机。它具有近似三角形的扭转活塞，在特定型面的气缸内做扭转运动，按奥托轮回工做。
那种策动机功率高、体积小、振动小、运转平稳、构造简单、维修便利，但因为它燃料经济性较差、低速扭矩低、排气性能不睬想，所以还只是在个别型号的轿车上得到摘用。