发动机中配气机构的作用是按照各个气缸的工作顺序以及工作循环的要求，定时开启和关闭每个气缸的进、排气门，使新鲜空气或混合气进入气缸，废气从气缸排出。
按照配气结构内包含的凸轮轴数目，顶置凸轮轴可分为以形式：单顶置凸轮轴（Single overhead camshaft, SOHC）和双顶置凸轮轴（Double overhead camshafts, DOHC）。
单顶置凸轮轴
单顶置凸轮轴是一种在汽缸盖内只设置一条凸轮轴的设计。采用这一设计的直列汽缸发动机只需一条安放在汽缸盖上方的凸轮轴，而V形汽缸发动机则需要两条凸轮轴，分别安放在一侧汽缸组之上。
单顶置凸轮设计中，需要往复运动的部件及其总质量较同等条件下的推杆式发动机显著减少。因此单顶置凸轮轴能提高发动机转速，从而在输出扭矩相同的情况下提高发动机的功率输出。在这一设计中，凸轮轴能够直接或通过摇臂控制气门开闭，而不需像顶置气门的推杆式发动机样，需要通过挺杆、较长的推杆以及摇臂将发动机组内凸轮轴上凸轮的运动传递到汽缸盖内的气门上。
相比推杆式结构，单顶置凸轮轴设计能使发动机结构（主要是配气结构）更加紧凑。这一优势在同时采用多气门设计（即一个汽缸有两个以上的气门）时特别显著。不过单顶置凸轮轴也有其缺点。由于进气门和排气门在进气道中位置不同，气门开闭时间的精确性会受到一定影响。
双顶置凸轮轴
双顶置凸轮轴是一种在汽缸盖内配备两条凸轮轴的气门排列形式。两条凸轮轴分别控制进气门和排气门。根据引擎的构造不同（主要是汽缸排列形式的不同），一台一般的双顶置凸轮轴汽车发动机可最多拥有两条到四条不等的凸轮轴。
双顶置凸轮轴结构的发动机并不一定有两个以上的进气门和排气门，但是如果多气门发动机的气门需要被直接驱动（虽然一般都通过挺杆驱动），那么双顶置凸轮轴是必不可少的。并非所有的双顶置凸轮轴都是多气门的。在多气门技术普及之前，两气门发动机上也经常配备两条凸轮轴。不过在当今，双顶置凸轮轴已经与多气门技术划上了等号，因为在几乎所有的双顶置凸轮轴发动机中，每个汽缸都有三个到五个气门。
此外，在美式大排量发动机中，还应用一种较为常见的底置凸轮轴顶置气门的配气结构布局，结合每缸两气门的设计，可以使得这种发动机在中低转速区间获得出色的充气效率，从而在此转速区间获得优异的动力输出。
