Les moteurs à pétrole ont révolutionné les transports du début du siècle, faisant progressivement disparaître les véhicules à vapeur et à gaz.
Ils sont répartis en deux grandes catégories :
Ce sont tous deux des moteurs à combustion interne, le carburant brûle à l'intérieur du moteur pour fournir de l'énergie mécanique. L'explosion du mélange agit sur le piston placé dans un cylindre. Le mouvement du piston est transformé en mouvement rotatif par un ensemble bielle-vilebrequin. La plupart des moteurs possèdent plusieurs pistons qui, soumis alternativement à la détente des gaz, permettent une marche sans à-coups de l'engin.

C'est un moteur à quatre temps, le mouvement du piston se fait donc en quatre étapes :
Le mélange d'air et d'essence est aspiré dans le cylindre pour être placé sur la partie supérieure du piston.
La soupape d'admission se ferme et le piston remonte et comprime le mélange dans la partie supérieure du cylindre, la chambre d'explosion.
Le mélange comprimé est enflammé par une bougie à haut voltage et la combustion quasi explosive de l'essence repousse violemment le piston.
Le piston , entraîné par son inertie, remonte et chasse les gaz brûlé
par la soupape d'échappement, alors ouverte.
Le cycle se poursuit ainsi selon le même schéma.
Nommé d'aprés son inventeur Rudolf Diesel (1858-1913) qui le mit au point en 1897 est une variante du moteur à explosion. c'est un moteur bâti sur le même principe de combustion interne mais il s'en distingue par un détail fondamental : le moteur diesel opère à de fortes pressions et le carburant est tellement préssurisé qu'il n'a pas besoin d'étincelle pour exploser.
idem moteur à essence sauf que le mélange n'est constitué que d'air.
La pression fait chauffer l'air jusqu'à 500oC voir 2000oC pour certains moteurs.
L'injection de carburant dans l'air brûlant suffit à l'explosion.
Le grand intêret du moteur diesel est son carburant, c'est un hydrocarbure moins raffiné et donc moins coûteux que l'essence. Son inconvénient tient dans le fait qu'il est plus résistant et plus lourd dans les voitures, ce qui nuit à son rendement.
Dans les moteurs à pistons alternatifs, seul 1/3 de l'énergie contenue dans le carburant peut être convertie en énergie utile, pour produire du mouvement.