As relações entre pressão, volume e temperatura dos gases são os princípios básicos da operação do motor. Um motor de combustão interna é um dispositivo para converter energia térmica em energia mecânica. A gasolina é vaporizada e misturada com ar, forçada ou puxada para dentro de um cilindro, comprimida por um pistão e depois inflamada por uma faísca elétrica. A conversão da energia térmica resultante em energia mecânica e depois em trabalho é realizada no cilindro. A figura ilustra os vários componentes do motor necessários para realizar essa conversão e também apresenta os principais termos usados para indicar o funcionamento do motor.
O ciclo de operação de um motor alternativo de combustão interna inclui a série de eventos necessários para induzir, comprimir, inflamar e queimar, causando expansão da carga combustível/ar no cilindro e para eliminar ou esgotar os subprodutos do processo de combustão. Quando a mistura comprimida é inflamada, os gases resultantes da combustão se expandem muito rapidamente e forçam o pistão a se afastar do cabeçote. Este movimento descendente do pistão, agindo no virabrequim através da biela, é convertido em um movimento circular ou rotativo pelo virabrequim. Uma válvula na parte superior ou na cabeça do cilindro se abre para permitir que os gases queimados escapem, e o impulso do virabrequim e da hélice força o pistão de volta ao cilindro, onde está pronto para o próximo evento do ciclo. Outra válvula na cabeça do cilindro se abre para deixar entrar uma nova carga da mistura ar/combustível. A válvula que permite o escape dos gases de escape em chamas é chamada de válvula de escape, e a válvula que permite a entrada de carga fresca da mistura ar/combustível é chamada de válvula de admissão. Essas válvulas são abertas e fechadas mecanicamente nos momentos apropriados pelo mecanismo de operação da válvula. Portanto, a ordem dos cinco eventos de um motor de ciclo de quatro tempos são admissão, compressão, ignição, potência e exaustão.
O furo de um cilindro é o seu diâmetro interno. O curso é a distância que o pistão se move de uma extremidade do cilindro à outra, especificamente do ponto morto superior (TDC) ao ponto morto inferior (BDC), ou vice-versa.
