Téměř současně s vývojem parního stroje se rodil vývoj spalovacího motoru, který se pozdržel až do roku 1801, kdy začal francouzský stavební inženýr Filip Lebon experimentovat se spalovacím motorem na svítiplyn. Jeho vynález připomínal parní stroj. Plyn a vzduch byly stlačovány dvěma pístovými pumpami do zásobníku ke smísení a odtud vedly dále do vlastního dvojčinného stroje. Pracovní cyklus připomínal dvoutakt pracující bez komprese. Směs se ve válci zapalovala elektricky. Vývoj tohoto stroje ukončila tragická a neobjasněná smrt jejího vynálezce v roce 1804, kdy byl na pařížském bulváru Champs Elysées zavražděn. Ve vývoji spalovacího motoru pokračoval Isaac de Rivaz, který v roce 1807 sestrojil vůz poháněný jednoválcovým plynovým motorem na svítiplyn. 30. ledna 1807 mu francouzská vláda udělila patent.
Další pokrok přinesla až druhá polovina 19. století, kdy byl Jeanem Lenoirem sestrojen vůz poháněný plynovým motorem zapalovaným elektrickou jiskrou. V roce 1862 vydal francouzský inženýr Jean de Rochas spis o zužitkování tepla, kde poprvé vysvětlil princip čtyřdobého motoru. Poprvé ho sestrojil v roce 1876 Nikolaus Otto, po němž se také ve starší literatuře nazývá. Nikolaus Otto nebyl technik, jen mu přálo štěstí a přišel s geniální myšlenkou. Jeho první motor měl řadu nedostatků, které odstranily desítky inženýrů, mezi nimi i další průkopník spalovacích motorů – Gottlieb Daimler. Původním palivem motoru byl svítiplyn smíšený se vzduchem až Gottlieb Daimler sestrojil spalovací motor na benzín. Předností spalovacích motorů oproti parním strojům byly menší rozměry, hmotnost a daleko větší výkonnost a účinnost. Daimler si v roce 1885 patentoval vozidlo na kolech poháněné plynovým nebo petrolejovým motorem. V listopadu téhož roku podnikl první zkušební jízdu s dřevěnou dvoukolkou – prvním motocyklem. Teprve 4. března 1887 podnikl první jízdu s motorovým vozem. Během dalších let svoje vozidlo zdokonaloval – opatřil jej čtyřtaktním motorem se dvěma válci a zavedl kombinované chlazení vzduchem a vodou. Daimler svou licenci prodal firmě Panhard–Levassor a sám se věnoval konstrukci motorových člunů. O pět měsíců dříve než Daimler představil svou motorovou tříkolku 3. července 1885 Karl Benz.
V průběhu dalších let byl plynový motor dále zdokonalován, např. Clerk v roce 1879 přidal kompresor, který vhání do válce plynovou směs, v roce 1889 Emile Capitaine zvýšil ve válci tlak. V roce 1893 Rudolf Diesel uveřejnil v Teorie a konstrukce tepelného motoru první pojednání o novém motoru. Poprvé byl vystaven na Mnichovské výstavě hnacích strojů v roce 1898.