En 1876 Nikolaus August Otto construit, pour le fabricant de moteur essence Deutz, le premier moteur à quatre temps au monde ; moteur à cylindre unique stationnaire. Il avait déjà inventé le principe du moteur à quatre temps en 1861.
Les moteurs essence sont des moteurs à piston à carburation externe. (Le moteur essence à injection directe FSI® est à carburation interne). La température de compression du mélange carburant-air comprise entre 400 et 600 °C est toujours inférieure au seuil de combustion spontanée et doit donc être allumée au moyen d'une étincelle. Les carburants sans plomb (super plus, super, essence ordinaire) sont utilisés dans des moteurs à pot catalytique régulés.