Silniki cieplne dzielą się na silniki:
- o spalaniu wewnętrznym
- o spalaniu zewnętrznym
Silnik o spalaniu wewnętrznym to silnik, w którym paliwo spalane jest w przestrzeni roboczej silnika.
Wśród silników o spalaniu wewnętrznym możemy wyróżnić:
Warto zauważyć, że podobną klasyfikację stosujemy w przypadku silników o spalaniu zewnętrznym.
Silnik tłokowy – silnik, który do wytwarzania pracy wykorzystuje tłoki poruszające się w cylindrach. Tłoki najczęściej są połączone z wałem korbowym, od którego odbierany jest moment obrotowy.
Najbardziej znanymi silnikami tłokowymi są spalinowe silniki tłokowe i silniki parowe tłokowe jednak termin ten przypisywany jest najczęściej już tylko tym pierwszym, między innymi dlatego, że już dawno porzucono prace rozwojowe maszyn parowych.
Silnik odrzutowy – silnik wykorzystujący zjawisko odrzutu. Wyrzucane z dużą prędkością gazy będące produktem spalania, wywołują powstanie siły ciągu w przeciwną stronę. Silnik odrzutowy utożsamiany jest często z silnikiem turboodrzutowym, dwuprzepływowym lub turbowentylatorowym. Do silników odrzutowych zalicza się też silnik rakietowy, silnik strumieniowy i silnik pulsacyjny. W silniku odrzutowym traktowanym jako silnik cieplny realizowany jest obieg Braytona-Joule'a.
Turbina gazowa (nazywana także turbiną spalinową lub silnikiem turbospalinowym) - silnik cieplny, który energię napędową pobiera z przepływających spalin lub innego gazu roboczego, zwanego czynnikiem termodynamicznym lub roboczym. Określenie "turbina gazowa" odnosi się do maszyny składającej się ze sprężarki i turbiny (połączonych zwykle wspólnym wałem), oraz komory spalania umieszczonej pomiędzy nimi.
Schemat najprostszego rozwiązania układu gazowo-parowego: S - sprężarka, KS1 - komora spalania, T1, T2 - turbiny części gazowej i parowej, G1, G2 - generator elektryczny części gazowej i parowej, S - skraplacz, PW - pompa wodna, KO - kocioł odzyskowy