燃料とは、力を発生させるエネルギー源のうち、地球大気中に存在する酸素などの酸化剤との化学反応を利用して力を発生させる化学物質をいう。燃料タンクは車両後部にあることが多い。機関部の熱を避け引火の危険を抑えるためである。

• 内燃機関
  • ガソリンエンジン

燃料は、主にガソリンが使われる。ガソリンには、ハイオクやレギュラーの2種類が主である。会社によっては、ハイオクやレギュラーを独自の名称で表記する場合がある（例：ハイオク→Mobil-F1、レギュラー→ガソリン など）。ガソリンエンジンと同じ機構で、液化石油ガス (LPG)、圧縮天然ガス (CNG)、軽油、エタノール、メタノール、水素、木炭（実際は木炭を燃やして発生するガス）を使うエンジンもある。CNG、エタノール、メタノール、水素など、炭素が少ない燃料は、二酸化炭素排出量を削減するための代替燃料として注目されている。エタノール混合ガソリンは、エタノールの割合が少なければ通常のガソリンエンジンでも使うことができる。エタノール専用の自動車もある。

ガソリンエンジンの燃料供給方法は、キャブレターとインジェクションに別れる。インジェクションには、機械式と電子式とがあり、それぞれ、ポート噴射と直接噴射（筒内噴射）方式に分類される。

• ディーゼルエンジン

ディーゼルエンジンは、主に軽油を使う。メタノール、ジメチルエーテル (DME) を使うエンジンもある。

ディーゼルエンジンの燃料供給方法は、その燃焼の仕組みからすべて高圧の燃焼室内への直接噴射となる。

燃焼室形状の違いにより、シリンダーヘッドに燃焼室を持つ副室式（インダイレクト インジェクション = I.D.I.）と、シリンダーヘッドは平坦で、ピストン頂部の深いへこみを燃焼室とする、直噴式（ダイレクト インジェクション = D.I.）とに分類される。副室式には細長い形状の予燃焼室式と球形の過流室式（リカルド式）とがある。

• 外燃機関

外燃機関は、主に石炭を使うが、ほとんど改造なしで多様な燃料を使うことができる。

• 燃料電池

現在の燃料電池では、水素吸蔵合金に吸着された、あるいはボンベに圧縮充填された水素が燃料となっているのが主流である。