活塞的運動由連桿傳給曲柄，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)。也有的用凸盤或斜盤等特殊機構(gòu)把活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動。另外，最近正在研究采用旋轉(zhuǎn)活塞的轉(zhuǎn)子式發(fā)動機，但沒有被廣泛應(yīng)用。活塞由汽缸的上部移動到下部的動作或所移動的距離稱為行程。在行程的開始和終了這兩個位置時，連桿與活塞成一條直線，分別稱為上止點和下止點。
在汽缸上蓋有汽缸蓋《或稱汽缸頭)，汽缸蓋上裝有進氣門和排氣門。在進氣行程中進氣門打開，由活塞的吸氣作用吸進燃燒所需要的空氣或空氣燃料混合氣。在排氣行程時排氣門開啟，從而把爆發(fā)膨脹過的廢氣排出。這些氣門都是由固定在凸輪軸上的凸輪通過推桿進行開閉。
由于在汽缸內(nèi)部總有氣體重復(fù)進行燃燒，從而使汽缸和汽缸蓋材料經(jīng)受不住過熱。此外由于部分潤滑油也會被燒掉，所以為了防止高溫部件的過熱，需要設(shè)置水套進行冷卻，或者靠散熱片用空氣進行冷卻。

汽缸下部設(shè)有曲軸箱，其中裝有曲軸。曲箱將發(fā)動機全部機構(gòu)支承在一定的位置上。在曲軸箱的下部有底座或油池，其中貯存著機油，由機油把機油供向擦部位。根據(jù)發(fā)動機類型的不同還分別配備有為了供給燃料而設(shè)的油泵、噴油器、化油器、氣體混合閥，并裝有點火裝置、起動裝置和調(diào)速器等。在內(nèi)燃機中，為了完成一個工作循環(huán)，有的需要四個活塞行程，即要求曲軸轉(zhuǎn)兩周，有的需要兩個活塞行程，即要求曲軸轉(zhuǎn)一周。前者稱為四沖程發(fā)動機，后者稱為二沖發(fā)動機。