Le moteur à combustion interne utilise la compression et l'expansion du gaz pour générer un couple ou une force. Le gaz comprimé est « froid » et le gaz détendu « chaud ». Pour le gaz froid comprimé, moins d'énergie mécanique est consommée que celle obtenue à partir de l'expansion. Pour cette raison, l'énergie obtenue à partir de l'expansion permet de comprimer le gaz et de conduire toute machine. Le gaz chaud est obtenu à la suite de la combustion de carburant, d'où le nom provient du moteur à combustion interne.
Toutefois, pour mettre en mouvement l'ensemble du véhicule, le moteur ne suffit pas, il faut aussi l'équipement moteur, qui fournira la bonne quantité de carburant au moteur, réduire le couple, et établira également en mouvement tous les éléments de l'unité d'entraînement. Dans les voitures, l'utilisation la plus courante est un moteur à piston, dans lequel l'énergie du combustible de combustion est convertie en énergie mécanique.