Мотор са унутрашњим сагоревањем (ИЦЕ) је топлотни мотор код кога се сагоревање горива врши оксидатором (обично ваздухом) у комори за сагоревање која је саставни део круга протока радне течности. У мотору са унутрашњим сагоревањем, ширење гасова високе температуре и високог притиска произведених сагоревањем примењује директну силу на неке компоненте мотора. Сила се обично примењује на клипове, лопатице турбине, ротор или млазницу. Ова сила помера компоненту на даљину, трансформишући хемијску енергију у корисну механичку енергију.
Први комерцијално успешан мотор са унутрашњим сагоревањем створио је Етиенне Леноир около, а први савремени мотор са унутрашњим сагоревањем створио је Николаус Отто (види Отто мотор).
Израз мотор са унутрашњим сагоревањем обично се односи на мотор код којег је сагоревање испрекидано, попут познатијих четворотактних и двотактних клипних мотора, заједно са варијантама, попут шестотактног клипног мотора и ротационог мотора Ванкел. Друга класа мотора са унутрашњим сагоревањем користи континуирано сагоревање: гасне турбине, млазни мотори и већина ракетних мотора, од којих су сваки мотори са унутрашњим сагоревањем по истом принципу као што је претходно описано. Ватрено оружје је такође облик мотора са унутрашњим сагоревањем.
Насупрот томе, у моторима са спољним сагоревањем, као што су парни или Стирлинг-ови мотори, енергија се испоручује радном флуиду који се не састоји од производа сагоревања, помешаних са њима или загађених њима. Радне течности могу бити ваздух, топла вода, вода под притиском или чак течни натријум, загрејан у котлу. ИЦЕ се обично напајају енергетски густим горивима као што су бензин или дизел, течности добијене из фосилних горива. Иако постоји много стационарних апликација, већина ИЦЕ-а се користи у мобилним апликацијама и доминантан је извор напајања за возила као што су аутомобили, авиони и чамци.
Типично се ИЦЕ напаја фосилним горивима попут природног гаса или нафтних деривата као што су бензин, дизел гориво или мазут. Све је већа употреба обновљивих горива попут биодизела за моторе са компресијским паљењем и биоетанола или метанола за моторе са паљењем на свећу. Водоник се понекад користи, а може се добити из фосилних горива или из обновљивих извора енергије.