Поршневі двигуни внутрішнього згоряння можна умовно класифікувати:
1) за способом сумішоутворення і виду застосовуваного палива; 2) за способом здійснення робочого циклу; 3) по числу циліндрів і їх розташуванню; 4) за способом охолодження і мастила деталей і т.п.
За способом сумішоутворення двигуни внутрішнього згоряння поділяються на двігателіс зовнішнім смесеобразованіемі двігателіс внутрішнім сумішоутворенням.
Автомобільні двигуни із зовнішнім сумішоутворенням працюють на легкому паливі, в основному на бензині або газі. Приготування паливно-повітряної суміші, і її дозування осуществляюткарбюраторние, газобалонні і інжекторні системи харчування. Освіта паливно-повітряної суміші відбувається поза циліндра двигуна - в камері змішувача карбюратора, в спеціальному змішувачі або безпосередньо у впускному колекторі. Суміш в циліндрі запалюється в кінці такту стиснення, примусово від електричної іскри.
Автомобільні двигуни з внутрішнім сумішоутворенням працюють, в основному на дизельному паливі, яке відноситься до тяжких видів палив. До цього ж виду палива відносять «солярку», мазут і сиру нафту. У дизельних двигунах суміш готується безпосередньо в циліндрі з повітря і палива, що подаються в циліндр окремо. Займання паливно-повітряної суміші в циліндрі відбувається спонтанно від дії високої температури при стисненні. Винятком являетсясістема безпосереднього вприскування бензину, де запалювання суміші здійснюється від електричної іскри.
За способом здійснення робочого циклу слід разлічатьдвухтактниеічетирёхтактниедвігателі. У перших, робочий ціклсовершается за два ходи поршня, тобто за один оборот колінчастого валу. У друге, робочий цикл відбувається за чотири ходи поршня, тобто за два оберти колінчастого вала. Під робочим циклом двигуна слід розуміти сукупність процесів, що протікають в циліндрах двигуна і «змушують» його працювати.
Переважна більшість сучасних автомобілів обладнуються чотиритактними двигунами.
За кількістю циліндрів і їх розташуванню двигуни діляться на двох - і багатоциліндрові з рядним, багаторядним, вертикальним, похилим, зіркоподібним і горизонтальним розташуванням циліндрів (рис. 2.4).
Багаторядні двигуни можна розділити на: 1) V - образні дворядні двигуни, з кутом розвалу циліндрів 90 і менше градусів; 2) U - образні дворядні двигуни; 3) оппозітниє двігателіс розташуванням циліндрів під кутом 180 градусів один до одного; 4) W - образні трирядне двигуни; і 5) двигуни з великим числом рядів циліндрів.
Багаторядне розташування циліндрів двигуна дозволяє зменшити габаритну довжину двигуна при збереженні числа циліндрів. Оппозітноє, тобто лежаче розташування циліндрів, зменшує габаритну висоту двигуна, що в свою чергу дозволяє знизити центр ваги автомобіля і, тим самим поліпшити його стійкість.
За способом охолодження і мастила деталей розрізняють двигуни з повітряним і рідинним охолодженням, з примусовою змазкою деталей, мастилом розбризкуванням і комбінованої мастилом.
Також є й інші конструктивні відмінності двигунів.