V12发动机是目前最平顺的发动机之一，大多数运用在某些旗舰车型例如劳斯莱斯、奔驰S级的顶级型号，或者某些超级跑车身上。V12的夹角可以是任意角度，因为V12是两个L6共用一根曲轴组成，而L6又是完美的自平衡发动机。V12的点火间隔是60度，曲轴每旋转60度就有一个气缸点火，所以V12的输出非常平顺。相对于L6发动机，V12的点火是其两倍，也就是有L6两倍的做功重叠，这是V12做功平顺的原因。
以法拉利V12发动机为例，从俯视图来看，其左边是1-6号气缸，右边是7-12号气缸，点火顺序是1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10，两侧的气缸交替点火，这样排气的脉冲也是均匀的。
V12相比起L6,曲轴每转一圈的做功次数更多，所以动力输出更加平顺；此外，即便是同样排量下，小活塞相比起大活塞也有好处，假如有两台发动机，一台是6.0L直列六缸发动机，另外一台是12缸发动机，V12发动机的活塞尺寸会比L6的更小，假设两者的转速都是6000rpm，对于L6发动机来说，每个气缸的容量是1L，而V12的发动机每个气缸容量为0.5L；假如缸径是一样的，那么V12发动机的冲程就会比L6发动机的短，因为发动机的平均活塞速度是有限制的，一台发动机无法无休止提升转速，主要是因为受限于火焰的传播速度。
平均活塞速度=2x冲程x转速，对于L6发动机来说，通过计算后得出其平均活塞速度为21.68m/s，而V12的平均活塞速度是17.2m/s，很明显V12是平均活塞速度会更慢，平均活塞速度更慢意味着发动机的转速可以更高。如果把V12的转速上升到7500rpm，此时的活塞平均速度是21.5m/s，还是要低于L6发动机6000rpm时的平均活塞速度，所以平均活塞速度更慢的发动机可以提高发动机的转速极限。
简单来说，V12的优点：极度平顺，并且由于做工密度、做工重叠更高，动力输出的平顺性会比L6更好；缺点：成本高、尺寸大、零件数量过多、重量大。
