화력을 이용한 열에너지로부터 동력 을 얻게 되어 있는 열기관의 한 가지. 일반적으로 열에너지 를 기계적 에너지로 바꾸는 장치를 열기관이라고 하는데, 열기관에는 외연 기관(外燃機關)과 내연 기관이 있다.

내연 기관은 실린더 안으로 연료와 공기를 직접 넣어 압축 연소시켜 생기는 높은 압력으로 피스톤을 움직여서 일을 하게 하는 것을 말한다. 곧, 연료와 공기가 섞인 혼합 가스를 압축 연소시켜 생기는 연소 가스는 매우 높은 온도 와 압력을 가지는데, 이 에너지로부터 직접 동력을 만들어 내는 것이 내연 기관이다.

외연 기관인 증기 기관이나 증기 터빈 등은 연료가 많이 들 뿐만 아니라 운반하기에도 매우 불편하였다. 그래서 사람들은 그보다 연료가 훨씬 적게 들고, 운반하기에도 편리한 새로운 기관을 만드는 데 마음을 쓰게 되었다.

이윽고 1860년에 프랑스에서 공기와 가스가 섞인 것을 실린더로 보내어 거기에 전기 불꽃으로 불을 붙여 피스톤을 움직이는 데 성공하였는데, 거기서 내연 기관이 비롯되었다.

1876년에는 독일에서 흡입, 압축, 폭발, 배기의 네 가지 작용을 이용한 오토 기관이 발명되었는데, 이것은 무게도 가볍고 연료도 이전 것보다 적게 드는 것이었다.

그로부터 6년 뒤에는 마침내 오토 기관보다 더 작으면서 힘을 크게 낼 수 있는 가솔린 기관이 발명되기에 이르렀다.

한편 석유가 넉넉하지 못한 독일에서는 가솔린보다 값이 싼 중유를 이용할 수 있는 기관에 대하여 연구한 끝에 디젤 기관이 발명되었다.

내연 기관에는 피스톤 기관, 터빈 기관, 제트 기관, 로켓 기관 등이 있는데, 보통 내연 기관이라 하면 피스톤 기관 을 가리킬 만큼 피스톤 기관이 가장 널리 쓰인다. 가솔린 기관, 디젤 기관 등은 피스톤 기관에 속한다.

내연 기관은 기관의 작용 방식에 따라 흡입, 압축, 폭발, 배기의 네 가지 일을 4 회로 마감하는 4 행정 사이클 기관과 2 회로 마감하는 2 행정 사이클 기관으로 나뉜다.