1794年，英國人斯垂特首次提出了把燃料和空氣混合形成可燃混合氣以供燃燒的設想。
1801年，法國人勒本提出了煤氣機的原理。
1824年，法國熱力工程師薩迪·卡諾在《關於火力動力及其發生的內燃機考察》壹書中，揭示了“卡諾循環”的學說。
1859年，法國的勒努瓦用煤氣和空氣混合氣取代往復式蒸氣機的蒸氣，通過電火花點火爆發燃燒，制成二沖程煤氣內燃機，法國和英國都制造了壹小批。
1861年，法國的德·羅夏提出了進氣、壓縮、作功、排氣等容燃燒的四沖程內燃機工作循環方式，於1862年1月16日被法國當局授予了專利。
1866年，德國工程師尼古拉斯·奧托成功地試制出動力史上有劃時代意義的立式四沖程內燃機。1876年，又試制出第壹臺實用的活塞式四沖程煤氣內燃機。這臺單缸臥式功率為2.9kw的煤氣機，壓縮比為2.5，轉速為250r/min。這臺內燃機被稱為奧托內燃機而聞名於世。奧托於 1877年8月4日獲得專利。後來，人們壹直將四沖程循環稱為奧托循環。奧托以內燃機奠基人載入史冊，其發明為汽車的發明奠定了基礎。
曾和奧托***過事的德國人G．戴姆勒發明了燃燒煉制燈用煤油副產品的汽油蒸氣內燃機，1883年取得專利，其於1885年把這種內燃機裝在了木制自行車上，翌年又裝到了四輪馬車上。同年，德國的本茨把汽油內燃機裝上了三輪車，這些自行推進的車輛，被後人稱做是汽車和摩托車的初始。