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机车可按所采用的动力装置、用途和走行部形式分类：热力机车和电力机车。

热力机车：

所装的原动机属于热机，如蒸汽机车、柴油机车、燃气轮机车等。这类机车都携带燃料和水，是自带能源的机车，能独立地行驶，只要有合适的轨道和添加燃料与水的设备，就能运行。但机车重量和外形尺寸分别受轴重和铁路限界的约束，不能造得过重过大，因而装于机车内的动力装置的重量和尺寸也受到约束。柴油机和燃气轮机均属内燃机，装用这两种原动机的机车称为内燃机车。

电力机车：

一种由外部电站输给沿铁路的变电所，再经轨道上空的接触网或铺设于轨道一侧的第三轨供给电能的机车。供电容量不受额定功率限制，因此，它具有功率大、短时过载能力强、运行速度高、加速快、牵引力大、没有排烟排气污染环境等优点，适用于运输繁忙或坡度大、隧道长的铁路线上，尤其适用于大城市城郊运输和地下铁道运输。