Известны гидравлические, пневматические, а также тепловые П. д. внешнего и внутреннего сгорания. По своему назначению П. д. делятся на транспортные (авиационные, танковые, автомобильные, тракторные, судовые), стационарные и специальные; по роду применяемого топлива — на газовые, твёрдотопливные и двигатели жидкого топлива; по способу наполнения цилиндра свежим зарядом, а также по способу осуществления рабочего цикла — на двух — и четырёхтактные. Многообразны конструктивные признаки и особенности П. д. Для общей характеристики конструктивных форм указывают, как правило, расположение осей цилиндров относительно оси вала. По этому признаку различают П. д. однорядные, двухрядные (V-образные и оппозитные), трёхрядные (W-образные), четырёхрядные (Х-образные, Н-образные) и многорядные (звездообразные). Наибольшее распространение получили тепловые П. д. внутреннего сгорания (ПДВС), в которых топливо сжигается в специальных расположенных внутри двигателя камерах (цилиндрах). ПДВС классифицируют: по типу системы охлаждения (жидкостное, воздушное), способу воспламенения рабочего тела (от искры, самовоспламенение, способу смесеобразования (внутреннее, внешнее), рабочему объёму (литражу), по расположению клапанов (верхнее, нижнее) и т. п. Двигатели с внешним смесеобразованием, в свою очередь, разделяют на карбюраторные, насосно-карбюраторные, в которых жидкое топливо впрыскивается во впускной трубопровод, где и образуется горючая смесь, и газосмесительные. Смесь воздуха с топливом в цилиндрах П. д. этого типа воспламеняется, как правило, от электрической искры. Среди них наиболее распространены карбюраторные четырёхтактные двигатели жидкостного охлаждения, применяемые главным образом для автомобилей. К двигателям с внутренним смесеобразованием относят П. д., в которых горючая смесь образуется непосредственно внутри цилиндра.
В П. д. с низкой степенью сжатия воздуха она может зажигаться либо от электрической искры, либо от раскалённого тела на поверхности камеры сжатия (калоризатора).