เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) เป็นเครื่องยนต์ความร้อนที่การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงเกิดขึ้นกับตัวออกซิไดเซอร์ (โดยปกติคืออากาศ) ในห้องเผาไหม้ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวงจรการไหลของของเหลวที่ใช้งานได้ ในเครื่องยนต์สันดาปภายในการขยายตัวของก๊าซอุณหภูมิสูงและความดันสูงที่เกิดจากการเผาไหม้จะใช้แรงโดยตรงกับส่วนประกอบบางส่วนของเครื่องยนต์ โดยทั่วไปแรงจะถูกนำไปใช้กับลูกสูบใบพัดกังหันโรเตอร์หรือหัวฉีด แรงนี้เคลื่อนย้ายส่วนประกอบไประยะไกลเปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานกลที่มีประโยชน์
เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์เครื่องแรกถูกสร้างขึ้นโดยÉtienne Lenoir รอบ ๆ และเครื่องยนต์สันดาปภายในสมัยใหม่ตัวแรกถูกสร้างขึ้นโดย Nikolaus Otto (ดูเครื่องยนต์ Otto)
คำว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในมักหมายถึงเครื่องยนต์ที่มีการเผาไหม้ไม่ต่อเนื่องเช่นเครื่องยนต์ลูกสูบสี่จังหวะและสองจังหวะที่คุ้นเคยมากกว่าพร้อมกับรูปแบบต่างๆเช่นเครื่องยนต์ลูกสูบหกจังหวะและเครื่องยนต์โรตารี่ Wankel เครื่องยนต์สันดาปภายในชั้นสองใช้การเผาไหม้แบบต่อเนื่อง: กังหันก๊าซเครื่องยนต์เจ็ทและเครื่องยนต์จรวดส่วนใหญ่ซึ่งแต่ละเครื่องยนต์สันดาปภายในใช้หลักการเดียวกันกับที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้อาวุธปืนยังเป็นรูปแบบหนึ่งของเครื่องยนต์สันดาปภายใน
ในทางตรงกันข้ามในเครื่องยนต์สันดาปภายนอกเช่นเครื่องยนต์ไอน้ำหรือเครื่องยนต์สเตอร์ลิงพลังงานจะถูกส่งไปยังของเหลวที่ใช้งานไม่ได้ผสมหรือปนเปื้อนจากผลิตภัณฑ์เผาไหม้ ของเหลวที่ใช้งานได้อาจเป็นอากาศน้ำร้อนน้ำแรงดันหรือแม้แต่โซเดียมเหลวอุ่นในหม้อไอน้ำ ICE มักใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงที่มีพลังงานหนาแน่นเช่นน้ำมันเบนซินหรือดีเซลของเหลวที่ได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิล ในขณะที่มีแอปพลิเคชันที่อยู่กับที่จำนวนมาก ICE ส่วนใหญ่จะใช้ในแอปพลิเคชันมือถือและเป็นแหล่งจ่ายไฟที่สำคัญสำหรับยานพาหนะเช่นรถยนต์เครื่องบินและเรือ
โดยทั่วไป ICE จะถูกป้อนด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิลเช่นก๊าซธรรมชาติหรือผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเช่นน้ำมันเบนซินน้ำมันดีเซลหรือน้ำมันเตา มีการใช้เชื้อเพลิงหมุนเวียนเพิ่มขึ้นเช่นไบโอดีเซลสำหรับเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยแรงอัดและไบโอเอทานอลหรือเมทานอลสำหรับเครื่องยนต์จุดระเบิด บางครั้งมีการใช้ไฮโดรเจนและสามารถหาได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิลหรือพลังงานหมุนเวียน