Некоторые разновидности тепловозов:

• Маневровые тепловозы. 1 Используются для перемещения вагонов на станциях и сортировочных площадках. 1
• Грузовые тепловозы. 1 Предназначены для перевозки тяжёлых грузов на большие расстояния. 1
• Пассажирские тепловозы. 1 Используются на пассажирских поездах для обеспечения высокой скорости и комфорта пассажиров. 1
• Высокоскоростные тепловозы. 1 Разработаны для достижения высоких скоростей на коротких дистанциях. 1
• Промышленные тепловозы. 1 Применяются на промышленных предприятиях для перемещения грузов внутри завода. 1

По количеству секций тепловозы делятся на одно-, двух- и многосекционные (как правило трёх-, реже четырёх-, пяти- и шестисекционные). 2

По типу передачи различают тепловозы с электрической, гидравлической и механической передачей. 2

По конструкции ходовой части тепловозы делятся на тележечные и бестележечные. 2 У тележечных колёсные пары размещены в специальных тележках, которые могут поворачиваться относительно кузова, в то время как у бестележечных колёсные пары жёстко соединены с рамой кузова. 2

Также различают тепловозы с индивидуальным приводом, у которых каждая колёсная пара приводится собственным двигателем через свой редуктор, и с групповым приводом, где силовая установка приводит одновременно несколько колёсных пар. 2