В период возникновения и развития промышленности (в конце XVII и в начале XVIII вв.) создается множество рабочих машин, среда которых наибольшее практическое значение имела паровая машина. В дальнейшем много делается в области конструктивного совершенствования парового двигателя, в частности была создана паровая турбина. Однако в ряде случаев для развивающейся промышленности требовались компактные н экономичные двигатели. В конце XIX в. появились двигатели внутреннего сгорания — газовые, бензиновые, калоризаторные. Построенные на принципиально новой основе. В 1893 г. немецкий инженер Рудольф Дизель предложил двигатель с таким процессом, при котором воспламенение топлива (жидкого, газообразного или пылевидного) достигалось бы не от постороннего источника, а в результате сжатия до высокого давления в рабочем цилиндре чистого, т. е. не смешанного с топливом, воздуха. Такой двигатель по имени изобретателя был назван дизелем.

Однако созданный Дизелем двигатель работал на керосине, что в большой степени сдерживало его широкое применение.

При общем техническом отставании царской России ей в области дизелестроення в начале XX в. принадлежало ведущее место.

Выпуск дизелей был организован в Коломне, Риге, Харькове, Николаеве и других городах. В России впервые построен дизель, работающий на сырой нефти, и применена бескрейцкопфная конструкция двигателя, получившая в дальнейшем широкое распространение.

Испытания первого дизеля на сырой нефти, произведенные в 1899 г. на заводе Нобель (в Петербурге), показали хорошие результаты. Он расходовал всего 240 г нефти на 1 л. с ч. Испытания подтвердили все достоинства дизеля, оставшиеся неизмененными и при переходе на сырую нефть. Плавность работы, способность работать при средних и низких нагрузках так же спокойно, как и при полной нагрузке, хорошее сгорание топлива, благодаря чему в цилиндрах почти не оставалось нагара и не требовалось частого осмотра поршней и колец. Быстрота пуска нефтяного двигателя оставалась такой же, как и керосинового.

Среди русских строителей двигателей внутреннего сгорании следует отметить конструктора Сормовского завода Г. В. Тринклера сконструировавшего в 1896 г. калоризаторный двигатель н в 1904 г. запатентовавшего устройство, знаменовавшее переход к бескомпрессорному двигателю, а также инженера Р, А. Корейво (Коломенский завод), создавшего гидравлическую муфту для соединения вала двигателя с винтом теплохода, и др.

В 1907 г. окончилось действие патента на постройку дизелей, н они начали широко применяться в автономных промышленных установках, в электрических станциях малого и среднего размера, а также на судах. Этому содействовали их высокая экономичность, позволяющая в эксплуатации использовать от 25 до 30°С тепла, заключенного в топливе, компактность установок и небольшой вес, особенно двухтактных быстроходных дизелей.

После того как бензиновые двигатели получили некоторое распространение на узкоколейных шахтных локомотивах, а затем в соединении с электрической передачей — в моторных вагонах, естественно, подошли к вопросу создания локомотива с двигателем внутреннего сгорания для широкой колеи или, как его теперь называют, тепловоза.

Идея замены паровой машины на локомотиве более экономичным двигателем внутреннего сгорания не раз высказывалась на разных технических съездах и собраниях и указать, когда именно она возникла впервые, вряд ли возможно. Иногда ставят вопрос о том, кто изобрел тепловоз. Когда в свое время подобный вопрос в отношении паровоза был задан Стефенсону, он ответил: «Паровоз— изобретение не одного человека, а целого поколения инженеров - механиков».