Nguồn nhiên liệu chính của động cơ đầu máy là than. Đầu máy hơi nước đốt than là phương tiện vận tải đường sắt chính trong hơn một thế kỷ, từ đầu những năm 1800 cho đến giữa thế kỷ 20. Trong thời kỳ này, than được cung cấp rộng rãi và tương đối rẻ, khiến nó trở thành nhiên liệu được ưa chuộng cho đầu máy hơi nước.
