现在的汽车发动机都是多缸发动机，我们只观察其中的某一个气缸。
起动机带动曲轴转动，曲轴转动带动活塞从上止点开始下行，密闭的气缸产生真空吸力，与此同时进气门打开，外界的空气或者可燃混合气在真空吸力的作用下，被吸入气缸，就像药水被吸入针管一样，这就是所谓的进气冲程。当活塞运行到下止点时，进气冲程结束。
对于自然进气发动机来说，进气压力是永远也不可能大于外界大气压的，所以进气终了时气缸内的压力比大气压力略低，一般是0.075~0.09MPa，温度就是外界大气温度；对于增压发动机来说，外界的空气首先被增压器压缩了一次，所以进气压力可以大于外界大气压，进气温度也会更高，具体的压力与温度，与增压器的工作状态和发动机转速有关。
进气冲程结束，起动机继续带动曲轴转动，活塞从下止点向上运动，与此同时进气门和排气门都关闭，进气冲程吸入气缸中的气体就被封闭在一个密闭的空间里。此时活塞上行，这个空间越来越小，气缸内的气体被压缩，温度和压力都越来越高，这就是所谓的压缩冲程。当活塞运行到上止点时，压缩冲程结束。
在压缩冲程终了时，气缸内的压力和温度都是非常高的。一般会超过1.0MPa，温度会超过400°C。柴油机的压力和温度会更高，增压发动机的压力和温度会高于自然吸气发动机。
当压缩冲程结束时，气缸内的气体就被压缩在一个极小的空间内，这个空间就是燃烧室。此时安装在燃烧室中的火花塞开始点火，高温高压的可燃混合气遇到了电火花，瞬间被点燃，然后开始剧烈燃烧，温度急剧升高，体积急剧膨胀，产生极高的压力。由于气缸盖是固定不动的，所以这些高温高压的气体只能推动活塞向下运动。此时的活塞就从之前的被动变成了主动，开始反过来推动曲轴转动了，这就是所谓的做功冲程。
做功冲程是发动机唯一产生动力的冲程。在做功冲程中，发动机气缸内的最高温度可以高达2000°C，压力高达5MPa。发动机的噪音与振动都是从这个冲程中发出来的。随着活塞的下行，温度和压力都逐渐降低，直到活塞到达下止点，做功冲程结束。
当做功冲程结束后，曲轴已经获得了一定的动能，并把一部分动能储存在飞轮中，这样它就可以自主旋转了，不再需要起动机带动了。
做功冲程结束后，发动机气缸中的可燃混合气燃烧殆尽，变成了无用的废气。这些废气需要排出发动机体外。此时活塞在曲轴惯性旋转带动下，从下止点向上止点运动，与此同时排气门开启，气缸中的废气从这里排出到发动机体外，这就是所谓的排气冲程。当活塞运行到上止点时，排气冲程结束。当排气冲程结束时，气缸内的压力略高于大气压，一般在0.105~0.115MPa之间，温度在800~1000°C之间。
