内燃机车传动装置是柴油机与动轴之间的重要连接，用于匹配两者的工作特性差异。柴油机的扭矩-转速特性与机车的牵引力-速度特性相异，柴油机无法直接驱动动轮。其原因在于柴油机有最低转速限制，无法启动机车，且功率与转速成正比，而机车速度变化频繁，无法充分利用最大功率。此外，柴油机无法逆转，限制了机车的换向能力。
为了满足牵引需求，内燃机车通常采用多种传动方式：机械传动、液力传动和电力传动。机械传动由离合器、齿轮箱和轴减速箱构成，但因其功率限制，在铁路机车中已不再常用。液力传动装置主要包括液力传动箱、车轴齿轮箱和万向轴，其中液力变扭器是关键部件，它通过泵轮、涡轮和导向轮传递能量，使柴油机功率通过万向轴传递给动轮。液力传动在多风沙和雨区表现优异，操作简便且可靠。
电力传动最为广泛应用，分为直流电力传动、交-直流电力传动和变-直-交流电力传动。直流电力传动直接使用直流电机驱动，交流电力传动则涉及三相交流电的整流和逆变过程，以适应不同类型的电动机。这些电力传动方式提供了更高效的动力传输，适应了现代内燃机车的多样化需求。
以内燃机产生动力，并通过传动装置驱动车轮的机车。按用于机车的内燃机种类可分为柴油机车和燃气轮机车。柴油机车使用最为广泛。在中国，内燃机车这一概念习惯上指的是柴油机车。 内燃机车中内燃机和动轮之间加装一台与发动机同等重要并符合牵引特性的传动装置。传动装置有三种：机械传动装置、液力传动装置和电力传动装置。装有电力传动装置的内燃机车，称为电力传动内燃机车，余类推。