火車機車根據燃料動力的不同可分為三類:蒸汽機車、內燃機車和電力機車。蒸汽機車是以燃煤為主要動力的機車。這種機車很久以前就很流行，現在已經很少了，基本上退出了歷史舞臺。內燃機車以燃油為主要動力，這種機車由柴油機驅動。根據傳動方式的不同，大致可分為電力內燃機車、柴油液壓和機械內燃機車三大類。
電力機車是指由電機驅動車輪的機車。這種機車從電氣化鐵路供電系統的接觸網或第三軌向運行中的電力機車提供所需的電能，所以是壹種沒有自身能量的機車。