内燃機関において燃焼が行われる空間のことをいい，ピストン・シリンダ・シリンダヘッドによって形成される．一般に内燃機関には高い熱効率や静粛性などが求められるが，燃焼室の形状は圧縮比・アンチノック性・混合の促進・乱れの生成・排ガス成分などに大きく影響し，エンジンの主要性能を支配する重要な要素である．燃焼室はその形状よって多くの種類に分けられ，四サイクルガソリン機関では側弁式で低コストのL形燃焼室，頭上弁式でシンプルな構造のバスタブ形燃焼室・ウエッジ形燃焼室，より高効率で一般的な半球形燃焼室，多弁式に適し最も効率がよいペントルーフ形などがある．ディーゼル機関では混合の促進が特に重要であり，その方式によって単室式の直接噴射式，副室式の予燃焼室式・渦流燃焼室式・空気室式に区分される，また，ボイラにおいては燃焼が行われる空間を，ごみ燃焼炉では乾燥，燃焼，後燃焼の工程をたどる空間をいう．「ガソリンエンジン」および「ディーゼルエンジン」も参照．