Ruang bakar adalah area di dalam mesin tempat bahan bakar dibakar. Dalam mesin pembakaran internal, bahan bakar dibakar di ruang langsung di atas pistonnya. Mesin pembakaran dalam banyak digunakan pada kendaraan kecil yang bergerak. Pada mesin pembakaran luar, bahan bakar dibakar dalam ruang yang secara fisik terpisah dari dinding silindernya. Mesin pembakaran luar banyak digunakan pada abad ke-19 untuk menggerakkan kapal uap dan kereta api besar.
Ruang bakar mesin pembakaran dalam sebagian dibatasi oleh permukaan piston. Ketika bahan bakar dinyalakan di ruang bakar ini, gas panas dapat langsung bekerja pada piston untuk mendorongnya ke bawah. Karena tekanan gasnya tinggi, ia dengan cepat mengembang mengikuti piston dan terus mendorongnya. Pada saat tekanan gas rendah lagi, gas telah mendorong piston ke posisi bawahnya. Sebuah poros engkol yang terhubung ke piston akan berputar saat piston berosilasi.
Salah satu aplikasi luas dari mesin pembakaran internal adalah tenaga untuk kendaraan bergerak, seperti mobil, kapal dan pesawat baling-baling. Panas di ruang bakar internal dibuat di dalam mesin itu sendiri, sehingga dapat dengan cepat bekerja pada piston mesin. Efisiensi relatif ini memungkinkan mesin pembakaran internal menjadi lebih kecil dan lebih ringan daripada rekan pembakaran eksternalnya. Untuk alasan ini, mesin pembakaran internal banyak digunakan untuk aplikasi seluler dengan kebutuhan daya yang relatif rendah.
Mesin uap, di sisi lain, adalah mesin pembakaran eksternal. Artinya ruang bakar terletak di luar silinder. Mesin pembakaran luar membutuhkan perpindahan panas melalui dinding padat mesin. Perpindahan panas melalui benda padat yang diam disebut konduksi. Konduksi bisa menjadi proses yang lambat ketika perbedaan suhu kecil, sehingga mesin uap biasanya menggunakan ruang bakar besar yang menghasilkan banyak panas.
Dalam mesin uap, batu bara dibakar dalam ruang bakar yang dikenal sebagai kotak api untuk menghasilkan panas. Panas mengalir melalui dinding wadah lain yang penuh air yang dikenal sebagai boiler. Ketika air mendidih, uap bertekanan tinggi untuk sementara diarahkan ke satu atau lebih silinder untuk bekerja pada piston. Gerakan linier piston diubah menjadi gerakan melingkar poros engkol untuk menggerakkan mesin.
Kedua mesin pembakaran internal dan eksternal adalah bentuk dari mesin reciprocating. Mesin-mesin ini pada akhirnya mengubah energi kimia menjadi kerja mekanis, dengan panas menjadi bentuk energi peralihan. Bahkan dalam kondisi ideal, mereka tidak dapat mengubah 100% energi kimia yang tersimpan menjadi kerja mekanis karena sebagian panas akan selalu keluar dari sistem.