Desarrolló el motor de 2 tiempos, en colaboración con Eugen Langen, que ganó la Medalla de Oro en la Exposición de París de 1867

Fundó Otto & Cie. en 1863, ahora conocido como Klocker-Humboldt-Deutz, el fabricante más antiguo del mundo de motores de combustión interna

Construyó y patentó el motor de 4 tiempos en 1877

El automóvil era solo un sueño lejano cuando el ingeniero autodidacta Nikolaus Otto desarrolló el motor que finalmente hizo realidad los automóviles. De niño en Alemania, Otto mostró una promesa de ingeniería, pero su madre viuda no podía permitirse una educación técnica. Siguiendo su talento natural, Otto se intrigó con el motor de 2 tiempos Lenoir existente y comenzó a experimentar con él. Las ideas de Otto atrajeron la atención de Eugen Langen y los dos formaron la compañía, Otto & Cie. Con Otto proporcionando innovación tecnológica y Langen actuando como gerente de negocios, produjeron su galardonado motor de 2 tiempos. Otto desarrolló y patentó un motor de 4 tiempos que se hizo conocido por su fiabilidad, eficiencia y silencio. Alrededor de 30.000 de estos motores «silenciosos Otto» fueron producidos en 1886. Además de inspirar a sus colegas Gottlieb Daimler y Wilhelm Maybach, el ingenio y el impulso de Otto establecieron un nuevo estándar que los diseñadores y constructores de automóviles de todo el mundo intentaron igualar.