燃料发动机，将化学能直接转化为机械能的一种动力设备，可以应用在汽车、船舶、飞机、电力等行业中。燃料发动机利用燃料燃烧来产生化学能，可以采用的燃料包括柴油、汽油、天然气、液化石油气等化石燃料，以及甲醇、乙醇、甲烷、氨气、氢气等清洁燃料。
　　燃料发动机的工作原理是，空气经过滤后由进气系统进入燃烧室，为燃料燃烧提供氧气，燃烧室中的燃料点燃后燃烧，产生高温高压气体，推动活塞运动产生动力，将化学能转化为机械能，驱动发电机发电，将机械能转化为电能，多余的气体经处理后由排气系统排放。
　　燃料发动机可以提供强劲动力，应用范围广泛，特别是在交通工具领域渗透率高。传统燃料发动机主要采用柴油、汽油，存在排放含有固体颗粒物、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化合物等成分的尾气污染大气环境的缺点。随着碳达峰、碳中和目标不断推进，低碳、零碳燃料发动机发展受到关注。
　　汽车是燃料发动机的重要下游市场。在全球范围内，随着居民收入水平提升、消费能力增强，乘用车、商用车保有量不断增大，汽车节能减排成为实现“双碳”目标的重要组成部分。从我国来看，2024年2月1日，国家发改委修订发布的新版《产业结构调整指导目录（2024年本）》，将低碳、零碳燃料发动机及核心零部件列为鼓励类项目。
　　低碳、零碳燃料发动机的技术路线主要包括两大块。一是，传统柴油发动机、汽油发动机热效率提高，单位燃料利用效率提升，减少燃料消耗的同时降低排放。目前，国内外多家发动机研制厂商已经推出了多款热效率高于50%的柴油发动机，以及热效率达到44%的汽油发动机。
　　二是，低碳、零碳燃料的使用，例如使用氢气、甲醇、乙醇等清洁燃料替代化石燃料。以氢燃料发动机为例，其直接以氢气为燃料，氢气燃烧产物为水，排放具有零碳特点。氢能被誉为终极能源，利用太阳能、风能生产的电力电解水制氢，可以实现氢能整个生产应用过程无任何环境污染，但氢气存在易燃易爆缺点，现阶段其存储系统还在不断优化。
　　在未来较长一段时间内，我国燃料发动机低碳化、零碳化发展，将呈现双技术路线并进的局面。