Тепловозы - локомотивы с первичным двигателем внутреннего сгорания (чаще всего дизелем). Колесные оси у них соединяются с двигателем при помощи механической, гидравлической или электрической передачи. По виду работ, для которых предназначаются локомотивы, различают грузовые, пассажирские и маневровые тепловозы.
Первые попытки создать тепловоз предпринимались еще в конце XIX века. В 1912 году в Германии Рудольфом Дизелем был построен первый магистральный тепловоз. В последующие годы над тепловозами активно работали в США, где они получили широчайшее распространение на железных дорогах. В СССР первый тепловоз построен в 1924 году. Тепловозная тяга получила в СССР широкое применение после войны. Коломенским и Луганским заводами созданы прекрасные образцы тепловозов, работающие на магистралях стран СНГ, Ближнего Востока и Африки и поныне.

Тепловозы - удобные и экономичные локомотивы. Они используют дешевое и грубое нефтетопливо и не требуют контактной сети. При этом их КПД составляет в среднем 30%. Мощность современных тепловозов достигает 3500 л.с. и более. Им по силам вести огромные тяжеловесные составы на проблемных участках пути. Многие модели грузовых тепловозов специально выпускаются в двухсекционном варианте. Применяют тепловозы и на пассажирских перевозках и для маневровых работ на станциях. Современные тепловозы развивают скорость до 160 км/ч. Рекорд скорости среди тепловозов принадлежит отечественному ТЭП80. Он установлен в 1993 году и составляет 271 км/ч.