轮周牵引力应小于动轮与钢轨间的粘着力（摩擦阻力），即小于机车的粘着重量（机车所有动轮作用于钢轨上的垂直重量 ）与粘着系数( 机车动轮不空转时的最大轮周牵引力与粘着重量之比）的乘积。按运送每吨千米消耗燃料量计算，机车是耗能最少的陆地运输工具。
1803 年 ，英国的 R.特里维西克制出第一台在轨道上行驶的蒸汽机车。1814年，英国的G.斯蒂芬森制造出5 吨重的皮靴号蒸汽机车 。1829 年，以G.斯蒂芬森和其子 R.斯蒂芬森为主制成火箭号蒸汽机车。1835年，荷兰的斯特拉廷和贝克尔两人试制以电池供电的2轴小型铁路电力机车 。1842年，苏格兰的R.戴维森制出由40组电池供电的标准轨距的电力机车。1879年，德国的W.von 西门子设计制造了第一辆成功行驶的小型电力机车。1890年，英国伦敦首次用电力机车在地下铁道上牵引车辆。1906年英国制出电力传动的汽油机车 ，1913年瑞典制出了电力传动的柴油动车，这些动车与柴油机车的构造类似。1924年，苏联用一台 735千瓦潜水艇柴油机制成电力传动的柴油机车 。1923年，美国制成220千瓦的电力传动柴油机车。最早的燃气轮机车是从使用复式燃气轮机开始的。 1933 年， 瑞典制成 480 千瓦的自由活塞燃气轮机车 。1941 年瑞士制出开式燃气轮机车 。1951 年 ，法国先后制成 735 千瓦和 1770 千瓦自由活塞燃气轮机车。1954 年，苏联制成2210千瓦的自由活塞燃气轮机车。各种机车的功率、速度不断提高。
电力机车布置图
机车按所采用的动力装置可分为：①热力机车。以热机为原动机，主要包括蒸汽机车 、柴油机车和燃气轮机车。以柴油机和燃气轮机为动力的机车称为内燃机车 。蒸汽机车由于热效率低、维修量大、污染严重，正逐渐被热效率高、运用率高的电力机车和柴油机车所代替。②电力机车。由外部经轨道上空的接触网或 敷设于行车轨道一侧的第三轨道供电，由牵引电动机驱动。具有功率大、速度高、加速快 、牵引力大、不污染环境等优点，适用于运输繁忙、坡度大或有长隧道的铁路线，特别适用于大城市近郊和地下铁道的运输。机车还可按用途分为客运机车、货运机车、客货通用机车、调车机车和工矿机车 5类 ，按走行部形式可分为车架式机车和转向架式机车两类，前者通过弯曲路线较困难、不适合高速行驶 ，后者在车架两端各装一台可水平旋转的转向架支撑 ，为电力机车、柴油机车和燃气轮机车所采用。机床
