内燃机车是以柴油发动机为动力来源，并通过传动装置驱动车轮的铁路机车，其热效率和输出功率远远超过蒸汽机车。
美国是最早进行内燃机车大规模应用的国家，因为美国石油资源丰富，而且很多线路不是电气化铁路。此外，在20世纪早期，由于美国经常发生煤矿工人罢工事件，煤炭的供应非常不稳定，同时价格很高。
但美国在德克萨斯等地新开了很多油井，油价非常便宜，美国的很多蒸汽机车就都被内燃机车取代了，而同时期的西欧还主要是蒸汽机车。
而且由于蒸汽机车对煤和水的消耗很大，美国中西部的山地地区有很多难以运行蒸汽机车的路段，缺水又缺煤，这也大大促进了内燃机车的普及。
后来随着航空业的发展，美国就跳过了发展电力机车的时代，进入了航空运输，美国还因此拆掉了很多铁路。此外，还有一点就是美国的公路运输业也很发达，几乎家家都有小汽车，乘坐火车的需求不大。
虽然美国拥有世界上最大的铁路网，总长22万公里，但是电气化率远远低于我国，我国辽宁省的电气化铁路长度都超过美国全国。
此外，由于对铁路进行电气化改造的成本很高，美国铁路虽然货运运量很大，不过利润率并不高，而且货运对于速度要求不高，所以，美国大量没有电气化的铁路仍然使用内燃机车。
因此，美国的内燃机车性能很好。还曾经还出口给我国很多，比如ND5、AC6000CW(我国戚墅堰机车厂与美国GE公司还据此联合开发了HXN5型内燃机车)，我国的HXN3型电力机车也是由中国北车集团大连机车车辆有限公司及美国EMD公司（易安迪）共同研制的。
所以，美国的铁路上的火车主要是内燃机车，并且很少建设高速铁路。
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