По способу осуществления рабочего цикла — четырехтактные и двухтактные.

Четырехтактные двигатели характерны последовательным чередованием тактов впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска в течение четырех ходов поршня, то есть двух оборотов коленчатого вала.

У двухтактных двигателей те же четыре такта протекают параллельно, то есть по два такта одновременно, вследствие чего рабочий цикл завершается за два хода поршня, один оборот коленчатого вала.

По виду применяемого топлива — работающие на жидком топливе (дизельном, бензине) и работающие на газообразном топливе (генераторный, природный и другие газы).

По числу цилиндров — одноцилиндровые (например, П-350) и многоцилиндровые (двух-, трех-, четырех-, шести-, восьми-, двенадцати- и шестнадцатицилиндровые). Трех-, двенадцати- и шестнадцатицилиндровые двигатели применяются редко.

По расположению цилиндров: однорядные или линейные, когда цилиндры расположены в один ряд, и двухрядные — V-образные, у которых два ряда цилиндров расположены под углом друг к Другу, и оппозитные, когда цилиндры одного ряда располагаются напротив (через 180°) второго ряда.

—

Двигатели внутреннего сгорания могут быть классифицированы по следующим основным признакам:
— по роду применяемого топлива — двигатели, работающие на жидком топливе, газовые и газожидкостные;
— по способу смесеобразования — с внешним и внутренним смесеобразованием;
— по способу осуществления рабочего цикла — четырехтактные и двухтактные;
— по способу воспламенения горючей смеси — с воспламенением от сжатия и с принудительным воспламенением (от электрической искры);
— по способу наполнения рабочего цилиндра — двигатели без наддува и с наддувом.

Кроме того, классификация двигателей возможна также по конструктивным признакам:
— по конструкции кривошипно-шатунного механизма—тронковые (высоко- и среднеоборотные двигатели) и крейцкопфные (преимущественно малооборотные);
— по расположению и числу рабочих цилиндров;
— по степени быстроходности — тихоходные (со средней скоростью поршня до 10 м/с) и быстроходные (со средней скоростью поршня выше 10 м/с);
— по направлению вращения коленчатого вала — двигатели правого и левого вращения, реверсивные и нереверсивные.

По назначению двигатели делятся на следующие:
— стационарные промышленного назначения —для установок на электростанциях, насосных станциях и т. д.;
- -наземно-транспортные — тепловозные, автомобильные, тракторные, двигатели дорожных и транспортно-погрузочных машин и т. п.;
— судовые — главные двигатели (реверсивные и нереверсивные), вспомогательные (для привода вспомогательных механизмов судовой силовой установки); авиационные.