Từ máy hơi nước, các nhà kỹ thuật tìm ra máy hơi nổ hai thì và dùng khí thắp làm khí đốt, tuy nhiên máy hơi nổ lúc đầu chưa đem lại các kết quả khả quan. Các kiến thức về hòa khí, về cách đốt hòa khí và về cách chế tạo máy hơi nổ được bổ túc dần rồi tới năm 1860, Jean Joseph Etienne Lenoir mới là người đầu tiên thành công về một máy hơi nổ nói theo đúng nghĩa. Tuy máy nổ chậm và chỉ có 2 thì nhưng cách áp dụng một bình điện và một cuộn dây cắm điện để phát ra tia lửa đốt cháy hỗn hợp không khí và khí thắp đã là một tiến bộ đáng kể.

        Máy hơi nổ 4 thì được phát minh do Alphonse Beau de Rochas, một nhà bác học Pháp tạiParis. Mặc dù Rochas không chế tạo hẳn một máy hơi nổ nhưng lý thuyết về nguyên tắc 4 thì của ông ta đã khiến sau này, Rochas được gọi là cha đẻ của xe hơi.

        Đa số các nhà sử học đồng ý rằng Nikolaus Otto người Đức đã chế tạo ra chiếc động cơ bốn thì đầu tiên dù bằng sáng chế của ông bị bác bỏ. Ông không hề biết gì về bằng sáng chế hay ý tưởng của Beau de Rochas và hoàn toàn tự mình nghĩ ra ý tưởng đó. Thực tếông đã bắt đầu suy nghĩ về khái niệm này năm 1861, nhưng đã bỏ rơi nó cho tới giữa thập kỷ 1870. Có một số bằng chứng, dù chưa được xác định, rằng Christian Reithmann, một người Áo sống ở Đức, đã chế tạo ra một chiếc động cơ bốn thì hoàn toàn dựa trên ý tưởng của mình năm 1873. Reithmann đã thực nghiệm các động cơ đốt trong ngay từ đầu năm 1852.