20世紀初，國（guó）外開始探索試製內燃機車。1924年，蘇聯製成一台電力傳動內燃柴油機（jī）車，並交付鐵路使用。同年，德國用柴油機和空壓縮機配（pèi）接（jiē），利用柴油機排氣餘（yú）熱加熱壓縮空氣代替蒸汽，將蒸汽機車改裝成為空氣傳動內（nèi）燃機車。1925年，美國將一台220千瓦電（diàn）傳動內燃機車投（tóu）入運用，從（cóng）事調車作業。30年代，內燃機車進入試用階段，30年代後期，出現了一些由功率為900～1 000 千瓦單節機（jī）車多節連掛的幹線客運內燃機（jī）車。第二次世界大戰以（yǐ）後，因柴油機的性能和製造技術迅速提高，內燃機車（chē）多數配裝了廢氣渦輪增壓係統，功率比戰前提高約50%，配置直流電力傳動裝置和液力傳動裝置的內燃機車（chē）的發展加快了，到了20世紀50年代，內燃機車數量急驟增長。60年代期，大功率矽整流器研製成功，並應用於機車製進，出現了（le）交（jiāo）—直流電力傳動的2 940 千瓦內燃機車。在70年代，單柴油機內燃機車功率已達到4 410千瓦（wǎ）。隨著電子技術的發展，聯邦德國在1971年試製出1 840 千（qiān）瓦的交一直一交電力傳動內燃機車，從而為內燃機車和電力機車的（de）技術發展提供了新的途徑。內（nèi）燃機車隨後的發展，表現為（wéi）在（zài）提高機車的可靠性、耐（nài）久性和（hé）經濟性（xìng），以及防止汙染、降低噪聲等方（fāng）麵不斷（duàn）取得新的進展（zhǎn）。

中國從1958年開（kāi）始製（zhì）造（zào）內燃機車，先後有東風（fēng）型等3 種型號機車最早投入批量生產。1969年後相繼批量生產了東風4等15種新機型，同首（shǒu）要（yào）代內燃機車相比（bǐ）較，在功率（lǜ）、結構、柴油機熱效率和傳動裝置效率上，都有（yǒu）顯著提高；而且還分別增設了（le）電阻製動或液力製動和液力換向、機車各係統保護和故障診（zhěn）斷顯示、微（wēi）機控（kòng）製的功能；采用了承載（zǎi）式車體、靜液壓（yā）驅動等一（yī）係列新技術（shù）；機車（chē）可靠（kào）性和使用壽（shòu）命方麵，性能（néng）有很大提高。東風11客運機車的速度達到了160 公（gōng）裏/小時。在生（shēng）產內燃機（jī）車的同時，中（zhōng）國還先後從羅（luó）馬尼亞、法國、美國（guó）、德國等中國進口了（le）不同數量的內燃機車，隨（suí）著鐵路（lù）高速（sù）化和（hé）重載化進程的加快，正（zhèng）在進一（yī）步研究設計、開發與之相適應（yīng）的（de）內燃機車。