火车机车根据燃料动力不同可以分为蒸汽机车，内燃机车，电力机车三大类。
蒸汽机车是以燃煤为燃料采用蒸汽机驱动机车前进，进行牵引列车任务。我国主要的机车型号为前进型，建设型，解放型，上游型等。目前我国的蒸汽机车已经被淘汰。
内燃机车是以燃油（柴油）为燃料动力，靠柴油机驱动机车前进的。根据其传动方式不同大致可以分为电传动内燃机车，液力传动内燃机车，机械传动内燃机车三大类。目前我国内燃机车主要机型有东风系列，北京系列，HXN系列。
电力机车是指由电动机驱动车轮的机车。电力机车因为所需电能由电气化铁路供电系统的接触网或第三轨供给运行中的电力机车，所以是一种非自带能源的机车。具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及节约能量等优点。
