現在営業運行に供されている気動車では、ディーゼルエンジン以外の熱機関を搭載したものは皆無である。このため、一般社会においては「気動車＝ディーゼル動車」という認識になってきており、「内燃動車」「ディーゼル動車」「ディーゼルカー」などの細かい区分用語はあまり用いられなくなっている。

もっとも過去においては、明治時代末期から戦後間もない頃までは蒸気動車があったほか、大正時代から1950年代まではガソリンエンジンを動力とする「ガソリン動車」（「ガソリンカー」とも）も存在したが、いずれも経済性・安全性などの面から廃れた。なお、ガソリン動車は現在、日本においては禁止されている。ガソリンカー廃止のきっかけとなった事件については西成線列車脱線火災事故を参照されたい。

またガスタービンエンジンを搭載した「タービン動車」（「ターボトレイン」とも）も研究され、1960年代以降アメリカ・フランスなどでは実用化されたが、日本では燃費の悪さと甲高い騒音、故障の頻発が嫌われ、更にオイルショックにも見舞われたため、試作車（キハ07 901、キハ391-1）の製作に止まり、実用化されなかった<ref>キハ181系気動車の性能が概ね485系電車を凌ぐものであった（速度種別A31）ことから、日本ではあえてガスタービン車を開発する必要性も薄かった。</ref>。

海外ではマイクロガスタービンを使用した新世代ガスタービン-エレクトリック式気動車が開発されつつある。