蒸汽機原理最主要是利用熱能轉化為動能。
在實際應用中，還有一個關鍵就是將曲線運行轉變為直線運動。
蒸汽機：相對內燃機講屬于“外燃機”。由鍋爐與汽缸、活塞+連桿機構、配汽機構等構成，燃料加熱鍋爐（燃料在汽缸外燃燒，叫“外燃機”），將水燒開，產生蒸汽，蒸汽通過配汽機構進入汽缸，推動活塞做往復運動，活塞再通過連桿機構把往復運動轉換為圓周運動輸出做功。老式的機車冒著黑煙、噴著蒸汽，電影里經常看到。
內燃機：燃料在氣缸內燃燒。主要由氣缸、活塞、連桿機構、配氣機構構成。燃料在氣缸內燃燒，體積膨脹，推動活塞做往復運動，活塞再通過連桿機構把往復運動轉換為圓周運動輸出做功。配氣機構主要是吸進空氣、排出廢氣。現在用的最多的柴油機、汽油機等都是內燃機。
氣輪機：嚴格上分為“氣輪機”和“汽輪機”。主要由燃燒室（或鍋爐）、噴嘴、氣輪（或汽輪）組成。高溫高壓的燃氣或蒸汽通過噴嘴作用在氣輪（或汽輪）的葉片上，使葉片旋轉輸出能量做功。現在火力發電廠大都是汽輪機，一些大型油輪上也用汽輪機做主推進裝置。一般以天然氣為燃料的發電廠使用的是燃氣輪機。
噴氣式發動機：利用發動機本身高速噴射的燃氣流所產生的反作用力做功的，燃料燃燒產生的高溫燃氣通過噴管時,在其中絕熱膨脹而高速噴出，常見的超音速飛機和火箭發動機都是噴氣式發動機。
