凸輪軸是活塞發動機里的重要部件，作用是控制氣門的開啟和閉合動作。

在四沖程發動機里，其轉速通常是曲軸的一半，二沖程發動機中則與曲軸相同。

它承受周期性沖擊載荷，與挺柱接觸應力大、滑動速度高，工作表面磨損較嚴重，所以設計時對強度和支撐要求高，材質一般是特種鑄鐵，也有鍛件的，軸頸和工作表面要經熱處理磨光，并有較高耐磨性和良好潤滑。

凸輪軸主體是與汽缸組長度相同的圓柱形棒體，上面套著用于驅動氣門的若干凸輪，側面呈雞蛋形，能保證汽缸充分進氣和排氣，在短時間內完成氣門開閉，還能考慮發動機耐久性和平順性。

凸輪軸位置有下置式、中置式和上置式。下置式在曲軸箱內，中置式在機體上部，上置式在氣缸蓋上。如今量產車多為頂置式，其運動件少、傳動鏈短、機構剛度大，接近氣門，能減少動能浪費，氣門開閉迅速，轉速高且運行平穩。

傳動方面，底置式常用星形齒輪組、滾子鏈或齒條與曲軸相連，頂置式常見塑料齒條鏈連接，也有通過偏心連桿等連接的方式，但因損耗大已少見。常見傳動方式還有齒輪傳動、鏈條傳動和齒形膠帶傳動。

凸輪軸常見故障有異常磨損、異響和斷裂，異常磨損多因潤滑問題、安裝錯誤等，會導致間隙增大、軸向位移和異響，嚴重時會斷裂。安裝時要注意正時標記，有的需專用工具調校。

為提升發動機動力，可改裝凸輪軸，如換裝高角度凸輪軸，但改裝操作需了解工作角度和原理，否則效果不佳甚至惡化性能。

生產技術方面，要保證凸輪硬度和白口層深度，考慮軸頸碳化物情況和切削加工性能，國內外主要生產方法有鋼質鍛造毛坯切削加工后高頻淬火、氬弧重熔新工藝、可淬硬鑄鐵、冷硬鑄鐵以及鑄件表面合金化等。