本实用新型涉及一种光学内燃机，包括：缸盖，其设置成用于与缸套和活塞一起形成燃烧室；缸体，其具有贯通孔，活塞能够在所述贯通孔中进行往复运动；缸套，其设置成用于容纳活塞并且在两端分别与缸盖和缸体连接；光学组件，所述光学组件布置在缸体的观察窗口处；其中，所述光学内燃机的活塞包括依次连接的中空地构造的上活塞段、中活塞段和下活塞段，所述上活塞段具有透明的、光线可穿过的顶部，在所述中活塞段的圆周上设置有开口，光线通过所述光学组件的反射能够在所述中活塞段的内部朝着所述上活塞段的顶部进行传播。根据本公开的光学内燃机能够具有较高的压缩比，以便较好地模拟真实的燃烧室内的燃烧情况。