El motor de gasolina de cuatro tiempos con pistones alternativos fue inventado y puesto en funcionamiento por el alemán Nikolai Otto en 1876 basándose en el motor de presión atmosférica. En los cuatro tiempos de admisión, compresión, potencia y escape, la eficiencia térmica del motor aumenta del 11% al 14%, mientras que la masa del motor disminuye un 70%.
En 1892, el ingeniero alemán Rudolf Diesel inventó el motor de encendido por compresión, logrando el segundo gran avance en la historia de los motores de combustión interna. Debido a las altas relaciones de compresión y expansión, la eficiencia térmica se duplicó en comparación con otros motores de la época. En 1956, el alemán F. Ankel inventó el motor rotativo, que aumentó considerablemente la velocidad del motor. En 1964, la empresa alemana NSU instaló por primera vez un motor rotativo en un vehículo.
En 1926, el suizo A. Buchi propuso la teoría de la turbocompresión de los gases de escape, que utiliza la energía de los gases de escape descargada del motor para accionar el compresor y sobrealimentar el motor. Después de la década de 1950, la tecnología de turbocompresor de gases de escape comenzó a aplicarse gradualmente a los motores de combustión interna de los automóviles, mejorando enormemente el rendimiento del motor y convirtiéndose en el tercer avance en la historia del desarrollo de los motores de combustión interna.
En 1967, la empresa alemana Bosch lanzó por primera vez el sistema de inyección electrónica de combustible (EFI) controlado por ordenador, creando una historia en la aplicación de la tecnología de control electrónico en motores de automóviles. Después de 30 años de desarrollo, los sistemas de gestión de motores basados en computadora se han convertido gradualmente en la configuración estándar de los motores de automóviles, especialmente los motores de automóviles. Gracias a la aplicación de tecnología de control electrónico, las emisiones contaminantes, el ruido y el consumo de combustible del motor se han reducido considerablemente, y se ha mejorado su rendimiento energético, convirtiéndose en el cuarto avance en la historia del desarrollo de motores de combustión interna.
En 1971 comenzó a circular el primer autobús equipado con un motor Stirling. En 1972, Honda R&D Industry Co., Ltd. de Japón vendió en el mercado un sedán Civic con un motor de combustión interna con control de vórtice compuesto, lo que supuso la primera oportunidad de desarrollar un motor de combustión interna de mezcla pobre. Este motor añade una cámara de combustión secundaria tipo martillo a la parte superior de la cámara de combustión de un motor normal. Primero, se enciende la mezcla rica en la cámara de combustión secundaria y luego la llama se retrasa hacia la mezcla pobre en la cámara de combustión principal, de modo que se realiza todo el trabajo de combustión. Hay muy poco CO y HC en los gases de escape. reduciendo así la emisión de gases nocivos.
En 1967, Estados Unidos realizó una demostración pública de la conducción de coches de hidrógeno. El coche de hidrógeno recorre 121 kilómetros a una velocidad de 80 kilómetros por hora y se carga con hidrógeno durante 10 minutos cada vez. El coche tiene 19 plazas y está fabricado por la empresa estadounidense Billings.