เครื่องยนต์สันดาปภายใน (อังกฤษ: internal combustion engine) เป็นเครื่องยนต์ซึ่งการสันดาปของเชื้อเพลิง (มักเป็นเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์)เกิดขึ้นกับตัวออกซิไดซ์ (มักเป็นอากาศ) ในห้องเผาไหม้ ในเครื่องยนต์สันดาปภายใน การขยายตัวของแก๊สอุณหภูมิและความดันสูงเกิดขึ้นจากการสันดาปทำให้เกิดแรงโดยตรงแก่บางส่วนประกอบของเครื่องยนต์ แรงนี้ตามแบบนำไปใช้กับลูกสูบ ใบพัดเทอร์ไบน์ หรือหัวฉีด แรงนี้เคลื่อนส่วนประกอบไประยะหนึ่ง โดยการเปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานกลที่มีประโยชน์[1][2][3][4]คำว่า เครื่องยนต์สันดาปภายใน มักหมายถึง เครื่องยนต์ที่การสันดาปนั้นเกิดขึ้นไม่ต่อเนื่อง เช่น ที่คุ้นเคยกันมากคือ เครื่องยนต์ลูกสูบสี่จังหวะและสองจังหวะ เช่นเดียวกับรุ่นดัดแปลง เช่น เครื่องยนต์ลูกสูบหกจังหวะ และเครื่องยนต์โรตารีวันเคิล เครื่องยนต์สันดาปภายในชั้นสองใช้การสันดาปต่อเนื่อง: กังหันแก๊ส เครื่องยนต์เจ็ต และเครื่องยนต์จรวดส่วนใหญ่ ซึ่งทั้งสามเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในบนหลักการเดียวกับที่ได้อธิบายไปข้างต้น[1][2][3][4] เครื่องยนต์สันดาปภายในค่อนข้างแตกต่างจากเครื่องยนต์สันดาปภายนอก เช่น เครื่องยนต์ไอน้ำหรือสเตอร์ลิง ซึ่งพลังงานถูกส่งไปยังของไหลทำงาน ซึ่งไม่ประกอบด้วย หรือผสมกับ หรือเจือปนกับ ผลิตภัณฑ์การสันดาป ของไหลทำงานสามารถเป็นได้ทั้งอากาศ น้ำร้อน น้ำความดันสูง หรือกระทั่งโซเดียมในสถานะของเหลว ให้ความร้อนในหม้อน้ำบางชนิด