1712年，英国人托马斯·纽科门发明了不依靠人和动物来做功而是靠机械做功的蒸汽机，被称为纽科门蒸汽机。
詹姆斯·瓦特
1757年，木匠出身的技工詹姆斯·瓦特被英国格拉斯戈大学聘为实验室技师，有机会接触纽科门蒸汽机，并对纽科门的蒸汽机产生了兴趣。1769年，瓦特与博尔顿合作，发明了装有冷凝器的蒸汽机。1774年11月，他俩又合作制造了真正意义的蒸汽机。蒸汽机曾推动了机械工业甚至社会的发展，并为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础。
瓦特发明的蒸汽机
1769年，法国人N·J·居纽制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮汽车。这辆汽车被命名为“卡布奥雷”，车长7.32m，车高2.2m，车架上放置着一个像梨一样的大锅炉，前轮直径1.28米，后轮直径1.50米，前进时靠前轮控制方向，每前进12～15min需停车加热15min，运行速度3.5～3.9km/h。1771年造出第二部车，没有真正跑过，现置于法国巴黎国家艺术馆展出。尽管居纽的这项发明失败了，但却是古代交通运输（以人、畜或帆为动力）与近代交通运输（动力机械驱动）的分水岭，具有划时代的意义。
居纽
居纽研制的蒸汽驱动的汽车
到1804年，脱威迪克又设计并制造了一辆蒸汽汽车，这辆汽车还拉着10T重的货物在铁路上行驶了15.7km。
1825年，英国人斯瓦底·嘉内制造了一辆蒸汽公共汽车，18座，车速为19km/h，开始了世界上最早的公共汽车运营。 斯瓦底·嘉内制造的蒸汽公共汽车
1831年，美国的史沃奇·古勒将一台蒸汽汽车投入运输，相距15km，格斯特和切罗腾哈姆之间便出现了有规律的运输服务。
后来，蒸气机发展成为铁道车辆和船舶使用的外燃动力源，人们在为汽车寻找功率体积比、功率重量比高的轻便动力装置。
1794年，英国人斯垂特首次提出了把燃料和空气混合形成可燃混合气以供燃烧的设想。
1801年，法国人勒本提出了煤气机的原理。
1824年，法国热力工程师萨迪·卡诺在《关于火力动力及其发生的内燃机考察》一书中，揭示了“卡诺循环”的学说。
1859年，法国的勒努瓦用煤气和空气混合气取代往复式蒸气机的蒸气，通过电火花点火爆发燃烧，制成二冲程煤气内燃机，法国和英国都制造了一小批。
1861年，法国的德·罗夏提出了进气、压缩、作功、排气等容燃烧的四冲程内燃机工作循环方式，于1862年1月16日被法国当局授予了专利。
1866年，德国工程师尼古拉斯·奥托成功地试制出动力史上有划时代意义的立式四冲程内燃机。1876年，又试制出第一台实用的活塞式四冲程煤气内燃机。这台单缸卧式功率为2.9kW的煤气机，压缩比为2.5，转速为250r/min。这台内燃机被称为奥托内燃机而闻名于世。奥托于 1877年8月4日获得专利。后来，人们一直将四冲程循环称为奥托循环。奥托以内燃机奠基人载入史册，其发明为汽车的发明奠定了基础。