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自動車（じどうしゃ、英:automobile/car）とは、原動機の動力によって車輪を回転させ、軌条によらないで進路を変更できる陸上を移動する機械である。人や荷物を運搬するために使用されることが多い。
現在市販されている自動車の多くは、ガソリンなどの燃料を内燃機関で燃焼し、動力源とする。内部には潤滑と冷却のために、エンジンオイルが巡らされている。動力はエンジンのクランクシャフトと呼ばれる軸の回転として出力され、この回転をクラッチ、トランスミッション、デファレンシャルギア等の制御装置と、それらを連結する各種シャフト（プロペラシャフト、ドライブシャフト等）を経て伝達し最終的にタイヤを駆動・回転させ、路面との摩擦力を用いて推進力とする。駆動輪の数により、二輪駆動、四輪駆動がある。
動力源
内燃機関と呼ばれるエンジンは、ディーゼルサイクルを使うディーゼルエンジン、オットーサイクルを使うレシプロエンジンが一般的で、それぞれに4サイクルと2サイクルがある。
レシプロエンジンは、シリンダー配置やクランクピン形状により、直列（インライン）、V型、対向式、V型派生のW型などに分類される。戦前のディーゼルエンジンには、ひとつのシリンダーに2つのピストンが向き合い、シリンダーヘッドを持たない、真のボクサーエンジンである、上下対向式もあった。
レシプロ以外では、世界で唯一、「マツダ」のみが生産している、繭形のハウジングと、その内部で遊星運動をする、三角形のローターで構成される、ロータリーエンジンが知られている。
連続燃焼サイクルのガスタービンエンジンは、レーシングカーやレコードブレーカー、少数の試作車を除き、実用化されていない。もっとも広義の自動車という意味では、戦車などの軍用車両分野では広く実用化されている
燃料供給方法では、ガソリンエンジンでは、キャブレターとインジェクションに別れる。インジェクションには、機械式と電子式とがあり、それぞれ、ポート噴射と直接噴射（筒内噴射）方式に分類される。
ガソリンエンジンをベースに、液化石油ガス（LPG）や、代替燃料である圧縮天然ガス（CNG）、エタノールに対応させたものも増えつつある。
ディーゼルエンジンの場合は燃焼の仕組みから、すべて高圧の燃焼室内への直接噴射となる。 燃焼室形状の違いにより、シリンダーヘッドに燃焼室を持つ副室式（インダイレクト インジェクション = I.D.I.）と、シリンダーヘッドは平坦で、ピストン頂部の深いへこみを燃焼室とする、直噴式（ダイレクト インジェクション = D.I.）とに分類される。副室式には細長い形状の予燃焼室式と球形の過流室式（リカルド式）とがある。
一方、電気自動車のように燃料や内燃機関を使用しない自動車、二種以上の動力源を併用するハイブリッドカーもある。ハイブリッドカーには、エンジン動力を発電のみに用い、走行用動力は電気モーターのみとした、シリーズ（直列）式と、エンジンと電気モーターを併用する、パラレル（並行）式がある。
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変速機
前進、後退、速度域の制御はトランスミッションが行い、シフト&セレクトレバーによって、任意にギアの組み合わせを選択するマニュアルトランスミッション(MT)、停止から最高速まで自動選択式のオートマチックトランスミッション(AT)、マニュアルトランスミッションを用い、クラッチ操作のみを自動化した、セミオートマチックトランスミッション、さらに、変速操作も自動制御する自動制御式マニュアルトランスミッション(AMT)とに大別される。
前進の変速比は2速から8速程度が一般的だが、副変速機を用い、変速段数を2倍とする場合もある。
オートマチックトランスミッションは、トルクコンバーターとプラネタリーギアを組み合わせたものと、有効径を連続可変とした2つのプーリーと金属ベルトを組み合わせた、CVT(Continuously Variable Transmission)と呼ばれる無段（階）変速機が一般的である。
推進力（回転）のOFF/ONはクラッチが行い、クラッチペダル等の操作部を操って手動操作するものをマニュアル・クラッチ、あるいは単にクラッチと呼ぶ。手動操作を伴わないクラッチをオートマチック(AT)、ノークラ、あるいはよく使用される自動クラッチ機構の名称を取ってトルコンなどと呼ばれる。 推進方向の制御は、タイヤの向きを変更する事で行う、向きを変える機構をステアリング（システム）と称し、ステアリングを操作する操作部をハンドルと呼び、手に握る部分をステアリング・ホイールと呼ぶ。
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制動・拘束装置
速度を落とす、停止する等の制御はフットブレーキで行う。ブレーキペダルに加えられた力を、油圧や空気圧を介して摩擦材を回転部分に押しつけ、回転自動車の速度を熱に変換してスピードを落とす。市販車のほとんどが、エンジンの吸気管負圧、油圧、空気圧を利用した、ペダル踏力を軽減する、倍力装置を有している。
長時間の停車には機械式、または空気式のパーキングブレーキを用いる。
高速からの制動には、放熱性に優れるディスクブレーキが有効であるが、重量が大きい車両の制動や、勾配での駐車などには、自己倍力作用の働きで、拘束力の大きいドラムブレーキがが有利となる。
近代的な自動車には、この他に安全性を高めるライト類、ABS、シートベルト、エアバッグ等の装備、環境性を高めるマフラー、触媒、排気フィルタ等の装備。未舗装道路でも推進力を確実に確保する四輪駆動、トラクションコントロール等の装備、快適性を高めるエアコン、ナビゲーションシステム、ETCなどの装備、以上を始めとする多彩な装備が搭載されている。
部品はボンネットを開けると見る事ができるものもある。エンジンやバッテリーが搭載されており、制御回路と共にライトなどが搭載されている。燃料タンクは車両後部にあることが多い。機関部の熱を避け引火の危険を抑えるためである。
ハンドルをひねるとトラクションコントロールやサスペンション、車軸懸架サスペンション（リジットアクスル）、独立式懸架サスペンション、ストラット式サスペンション、ダブルウィッシュボーン式サスペンション、マルチリンク式サスペンション、エアサスペンションなどのサスペンションが連動する仕組みとなっている。
タイヤをスチールホイール、アルミホイール、或いはマグネシウムホイールにはめ込み、車輪として地面に接触し、これが回転して前進・後退の力を伝達するとともに、ステアリングの機能をも持たされる。