最初의 機關車는 英國 콘월주 의 發明家 리처드 트레비식 이 發明하였다. 1804年에 그가 開發한 機關車인 페니다렌號 가 페니다렌의 鑛業用 軌道에서 처음으로 走行하였다. 그는 이 車輛을 바탕으로, 1808年에 런던 에서 原形 서킷을 設置하고 機關車 캐치-美-後-캔(Catch-Me-Who-Can) 號를 試演해 보였다. 그러나 이때 車輛의 重量을 이기지 못한 鑄鐵 軌條가 破壞되어, 機關車가 脫線해 展示를 抛棄해야만 했다.

最初로 商業的인 機關車로 꼽히는 것으로 매슈 머레이(Matthew Murray)가 1812年에 미들턴 鐵道(Middleton Railway)를 위해 開發한 살라망카(The Salamanca)號가 있다. 이 車輛은 當時 널리 使用되던 鑄鐵製 軌條를 破損하지 않는 水準으로 輕量이었으나, 그로 인해서 車輪의 粘着에 依存하여 走行하지 못하고 專用의 톱니바퀴와 軌條를 必要로 하는 方式이었다.

1813年에는 크리스토퍼 블랙킷(Christopher Blackett)과 윌리엄 헤들리(William Hedley)가 와일럼 炭鑛 鐵道(Wylam Colliery Railway) 用途로 開發한 퍼핑 빌리(Puffing Billy)號가 登場하는데, 이것이 粘着式 驅動을 達成한 最初의 車輛으로 꼽힌다. 이 車輛은 여러 車輪에 荷重을 分散함으로써 이를 達成할 수 있었으며, 現在 英國에 保存中이다.

1814年에 英國의 조지 스티븐슨 은 트레비식 과 헤들리의 機關車에 影響을 받아 킬링워스 炭鑛(Killingworth Colliery)의 經營者를 說得하여 蒸氣式 鐵道를 設置하도록 說得하여, 블뤼허(Blucher) 號를 만들게 된다. 이 車輛은 現在의 여러 蒸氣 機關車 의 原形을 갖춘 첫 車輛으로 꼽히는데, 그 主要 特徵으로, 첫째, 只今의 鐵道車輛과 같이 플렌지가 붙은 車輪을 使用하며, 둘째, 그 驅動을 摩擦 等 粘着에 依存하는 方式이고, 셋째, 실린더와 車輪을 直接 連結하는 方式을 처음으로 採擇하였다.

以後 스티븐슨의 設計는 여러 機關車 設計者들에게 큰 波及 效果를 끼쳤으며, 以後 그는 1825年에 開業한 最初의 公共鐵道人 스탁턴 앤드 달링턴 鐵道(Stockton and Darlington Railway)의 로코모션(Locomotion)호, 그리고 한때 最初의 機關車로 잘못 알려졌던 1829年 製作 로켓(Rocket)號 를 만들었다. 元來 最初의 機關車는 스티븐슨의 로켓呼價 아닌 트레비식 의 페니다렌號지만, 스티븐슨의 로켓號는 以後에 만들어진 大多數 機關車의 原形的 要素를 完成한 車輛으로 널리 認定되고 있다. 以後, 여러 國家에서 다양한 方式의 機關車가 開發되어 只今에 이르고 있다.

機關車를 動力方式에 依해 區分하는 境遇 크게 蒸氣 機關車 , 디젤 機關車 , 電氣 機關車 等으로 나눈다.

蒸氣 機關車는 燃料를 연소시키거나 또는 다른 熱源을 바탕으로 蒸氣를 使用하여 그 分壓을 利用, 動力을 얻는 機關車를 意味한다. 따라서 그 使用하는 燃料의 種類를 特別히 限定할 수 없는데, 登場 初期에는 숯 이나 石炭 을 使用하였으나, 後期에 이르러서는 油類를 使用하는 例도 나타나며, 甚至於 原子力 을 使用하는 蒸氣 機關車도 한 때 구상된 적이 있다. 蒸氣機關車는 驅動 方式, 燃料/물 積載 方式, 車輪 配置 , 車輛 構造上의 特徵, 熱源 等에 따라 相當히 다양한 分類가 存在하나, 嚴密한 分類體系가 자리잡은 것은 아니다. 그 區分에 對해서는 蒸氣 機關車의 分類 港을 參照하라.

蒸氣機關車는 19世紀부터 第2次 世界 大戰 以前까지 鐵道 動力源의 主流를 이루는 方式이었다. 그러나 效率이 낮고 整備할 要素가 많다는 等의 理由로 淘汰되어 現在는 現業에서 거의 쓰이지 않고 있다.

大韓民國에서는 1899年 京仁線 開通과 함께 導入된 某加刑 蒸氣 機關車 가 導入된 以來 20世紀 全般에 걸쳐 使用되어 왔으나, 短點이 浮刻됨에 따라 1967年에 定期列車에서 廢止되었으며, 1983年에 有事時를 對備한 保存 車輛의 廢止로 蒸氣機關車는 現業에서 完全히 사라지게 되었다. 以後, 觀光用 列車 牽引 用途로 1994年에 大韓民國 鐵道廳 900號對 蒸氣 機關車 1輛이 導入되어 서울郊外線 에서 運行하다가 2000年 5月 15日을 마지막으로 運行이 中止되었다.

內燃 機關車는 內燃 機關 을 使用하여 그 動力을 얻는 機關車의 通稱이다. 가솔린 機關 을 使用하는 境遇 가솔린 機關車 , 디젤 機關 을 使用하는 境遇 디젤 機關車 , 가스 터빈 을 使用하는 境遇 가스터빈 機關車 로 區分한다. 內燃 機關車에 對한 詳細한 情報는 디젤 機關車 項目을 參照하라.

內燃 機關의 發明 以後 이를 鐵道에 適用하려는 努力은 19世紀 末부터 이루어져 왔는데, 토크나 回轉數 等 그 動力傳達 方式의 難解함으로 因해서 初期에는 本選 用途의 機關車보다는 動車나 小型 입換用 機關車에 適用되어 왔다. 그 後, 1920年代 전후하여 美國에서는 디젤-電氣式 動力傳達裝置가 實用化되고, 1950年代에 이르러 液壓式 動力傳達裝置가 유럽에서 實用化됨으로써, 內燃機關은 鐵道 動力方式의 主流로 자리 매김할 수 있게 되었다. 初期의 內燃 機關車는 週로 가솔린 機關에 依存하였으나 火災의 危險이 큰 關係로 漸次 디젤 機關으로 바뀌어갔으며, 現在 內燃 機關車의 絶對 多數가 디젤 機關을 採用하고 있다. 以後 輕量 高出力의 가스 터빈食餌 暫時 脚光받았으나 燃費와 運轉, 정비성의 問題로 主流가 되지 못하였다. 現在에는 高速 高頻度 運轉의 어려움과 油價 問題 等으로 漸次 電氣 機關車에 蠶食되고 있으나, 施設上의 限界와 投資 費用 等으로 인하여 如前히 重要한 動力 方式으로 世界 到處에서 活用되고 있다.

大韓民國의 境遇 1955年 3月에 UN君이 搬入하여 使用하던 2000號對 디젤 機關車 를 引繼받아 使用한 것이 最初이며, 現在 保有한 機關車 總量 中 가장 큰 比重을 차지하고 있다. 韓國에서는 歷史的으로 디젤 機關車만 存在하였고, 現在도 內燃 機關車 中 디젤 機關車만 保有하고 있어 大槪 內燃 機關車라는 分類를 適用하지 않는 便이다.

內燃 機關車는 採用하는 機關이나 驅動 方式에 따라 다음과 같이 分類한다.

• 가솔린 機關車
• 디젤 機關車
  • 機械式 디젤 機關車
  • 電氣式 디젤 機關車
  • 液壓式 또는 流體式 디젤 機關車
• 가스터빈 機關車

電氣 機關車는 普通 外部로부터 給田을 받아 運行하는 機關車를 의미하며, 널리 말할 境遇 디젤 電氣式 機關車와 같이 電氣式 驅動을 採擇하는 蒸氣 및 디젤 機關車를 包含하여 電氣를 구동원으로 使用하는 것을 統稱한다.

電氣 機關車는 獨逸 에서 처음으로 開發되었다. 以後 大槪 都市地域의 路面電車 等 軌道 를 代替하는 用途로 使用되어 오다가, 大出力의 電動機를 製作할 수 있게 되고, 또 이를 制御할 수 있게 되면서 一般的인 鐵道에도 適用되게 되었다. 다만, 技術的으로 未成熟한 時期에는 維持管理나 施設 擴充의 어려움이 存在하여, 大槪 急句配 및 長대터널 區間 用途로 限定되었다. 그러나 電力이나 制御 等 電氣 技術이 發展하게 되면서 그 適用 範圍는 漸次 擴大되었으며, 第2次 世界 大戰 以後에는 內燃 機關車와 함께 鐵道 動力 方式의 主流를 이루게 되었다. 特히 1970年代의 午日쇼크에 따른 燃料費 問題가 深刻해짐에 따라, 또한 以後의 環境 問題, 線路 過密 問題에 副應할 必要가 늘어남에 따라 電氣 機關車의 立地는 漸次 擴大되고 있다.

大韓民國에서는 日帝强占期 人 1944年에 京元線 에 投入된 3000V用 데老兄 電氣 機關車 賈 最初이나, 이 區間은 現在 北韓 地域에 屬하며 車輛 亦是 北韓이 引受하였다. 以後 電氣 機關車는 使用되지 않다가 1968年에 産業線 電鐵化가 着工되면서 프랑스 로부터 常用交流를 使用하는 8000號對 電氣 機關車 가 導入되며 本格的으로 運用되었다. 現在 8200號對 電氣 機關車 와 8500號對 電氣 機關車 를 筆頭로 그 採用이 늘고 있다.

電氣 機關車는 使用하는 戰力의 種類, 急錢 方式, 電動機 制御 方式 等에 따라서 細部的으로 分類한다.

• 戰力의 種類에 따른 區分
  • 直流 兄 電氣 機關車
  • 交流 兄 電氣 機關車
    • 低周波數 交流型
    • 常用 交流型
    • 3床 交流型

• 急錢 方式에 따른 區分
  • 加工街仙食
  • 電力軌條式
    • 第3軌條 方式
    • 第4軌條 方式

• 電動機 制御 方式에 따른 區分?: 相互 排他的 區分이 아님
  • 탭制御 式
  • 界磁制御 式
  • 抵抗制御 式
  • 直竝列制御 式
  • 초퍼 制御 式
  • 可變電壓 可變周波數 制御 式
    • 電壓型
    • 電流型

기타 動力 方式으로는 하이브리드 式, 電池式, 共壓食餌 存在한다.

하이브리드式 機關車는 普通 電氣式 內燃 機關車에 充電이 可能한 電池를 搭載하여, 그 動力源으로 內燃機關과 電池 어느 한쪽이나 兩쪽 모두를 使用할 수 있는 機關車를 意味한다. 最近의 環境的 問題나 燃料費 節減을 위해 導入된 方式으로, 美國 等地에서 開發되어 一部 活用되고 있다.

電池式 機關車는 車體에 電池를 搭載하여 이를 動力源으로 使用하는 機關車이다. 大槪 이들 電池는 充電이 可能한 蓄電池이나, 一角에서는 燃料 電池 를 適用하는 方法을 硏究하고 있기도 하다. 電池式 機關車는 그 稼動時間이 不足하거나 出力에 비해 무게가 무거운 境遇가 많으나, 代身 大規模의 急錢 施設이 不必要하고 空氣를 消耗하지 않으며, 이선 現象에 따른 스파크 發生이 없어서, 爆發의 危險이 있거나, 空氣의 汚染 憂慮가 深刻한 곳에서 種種 使用된다. 代表的으로 粉塵을 取扱하는 工場 構內의 貨物 牽引 機關車, 鑛山 等地에서 使用되는 鑛車 , 입換用 機關車에 使用된다. ^[1]

共壓式 機關車는 車體에 高壓의 壓縮 空氣를 搭載하고, 그 壓力으로 驅動하는 機關車이다. 이 方式의 機關車는 電氣에 依存하지 않는다는 强點이 있으나, 動力 性能이 떨어지고 壓縮 空氣의 管理에 따른 어려움이 있으며 驅動時間이 짧아 現在는 거의 淘汰된 狀態이다. 過去 主로 炭鑛 等의 鑛車 로, 짧은 距離에 使用하였다. ^[2]

機關車를 用途에 依해 區分하는 境遇 크게 旅客用, 貨物用, 입換用, 特殊目的用으로 나눈다. 이러한 區分은 車輛의 크기, 重量, 牽引特性, 牽引力, 出力, 最高速度, 동륜直徑 또는 종감속非, 서비스 裝備 等 其他 特性 等 여러 要因을 複合的으로 考慮하여 이루어진다.

旅客用 機關車는 大槪 最高速度를 重視하는 車輛으로 그 輕快함을 重視하며, 客車의 照明 및 冷暖房을 爲한 發電機 나 蒸氣 發生機 等 附加 장치류를 裝着하는 例가 많다.

貨物用 機關車는 旅客用 機關車와는 反對로 牽引力을 重視하며, 適正한 重量을 가지도록 設計한다. 또한 旅客 取扱에서나 要求되는 附加 裝置를 省略하는 例가 많다.

입換用 車輛의 境遇 高速 走行 性能이 不必要한데 비해서, 制動力이 좋아야 하고 잦은 가감속에 적합하도록 設計되어야 한다. 卽 이러한 特性은 旅客用이나 貨物用 機關車와는 區分되는 것이다. 또, 이러한 性能을 모두 充足하도록 그 性能을 調律한 이른바 汎用 機關車 또는 混合 交通用 機關車도 存在한다.

運轉이나 先驅의 特性에 따라서 機關車를 區分하는 例도 存在한다. 于先 車輛 限界·軸中·軌間의 制限이 存在하는 區間이나, 急句配·級曲線 區間, 또는 랙레일과 같은 特殊한 인프라가 設置된 區間에 맞는 專用 機關車를 適用하기도 한다. 代表的으로 아프트식 鐵道 龍의 機關車나, 狹軌 機關車, 防爆型 機關車 같은 것을 들 수 있다.

한便, 連結하는 車輛의 制御方式이나 連結器 方式, 서비스 供給 等에 따라서 專用의 機關車가 必要한 例가 있을 수 있다. 代表的인 例로, 運轉대 附着 客車를 牽引하거나, 機關車의 重連 運轉을 爲해서 總括制御 나 遠隔制御 機能을 附着한 境遇, 이를 形式上으로 따로 區分하는 것을 들 수 있다. 또, 過去의 蒸氣式 暖房裝置같은 境遇, 그 連結可能한 機關車가 制限되거나 하는 例가 있다.

크기에 따른 分類는 機關車의 出力, 最大 牽引輛 수, 重量 等을 考慮한 分類 體系이다.

大韓民國 現業에서는 管理上의 理由로 特히 디젤 機關車 等을 分類할 때에 아래와 같이 이러한 크기에 따른 分類를 適用한 바 있으며, 現在는 中型과 特對型으로 兩分되어 있어 이러한 分類에 큰 意味는 없다.

• 小型 機關車?: 2000號對 , 2100號對 , 9100號對 디젤 機關車
• 重刑 機關車?: 3000號對 , 3100號對 , 3200號對 , 4000號對 , 4100號對 4200號對 , 4300號對 , 4400號對 디젤 機關車
• 大型 機關車?: 5000號對 , 6000號對 , 6100號對 , 6200號對 , 6300號對 디젤 機關車
• 特對型 機關車?: 7000號對 , 7100號對 , 7200號對 , 7300號對 , 7400號對 , 7500號對 , 7600號對 디젤 機關車

• 制御車
• 電氣 動力分散式 列車