發動機工作原理是把其他形式的能轉化為機械能，二沖程發動機和四沖程發動機工作原理有所不同，汽車發動機絕大部分是四沖程的。四沖程汽油機的工作循環由4個活塞行程組成，即進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程。

1、進氣行程：進氣門開啟，排氣門關閉，活塞由上止點向下止點移動，活塞上方的氣缸容積增大，產生真空度，氣缸內壓力降到進氣壓力以下，在真空吸力作用下，通過化油器或汽油噴射裝置霧化的汽油，與空氣混合形成可燃混合氣，由進氣道和進氣門吸入氣缸內。進氣過程一直延續到活塞，過了下止點進氣門關閉為止，接著上行的活塞開始壓縮氣體。

2、壓縮行程：進排氣門全部關閉，壓縮缸內可燃混合氣，混合氣溫度升高，壓力上升。活塞臨近上止點前，可燃混合氣壓力上升到0．6～1．2MPa左右，溫度可達330℃～430℃。

3、作功行程：在壓縮行程接近上止點時，裝在氣缸蓋上方的火花塞發出電火花，點燃所壓縮的可燃混合氣。可燃混合氣燃燒后放出大量的熱量，缸內燃氣壓力和溫度迅速上升，最高燃燒壓力可達3～6MPa，最高燃燒溫度可達2200℃～2500℃。高溫高壓燃氣推動活塞快速向下止點移動，通過曲柄連桿機構對外作功。作功行程開始時，進、排氣門均關閉。

4、排氣行程：作功行程接近終了時，排氣門開啟，由于這時缸內壓力高于大氣壓力，高溫廢氣迅速排出氣缸，這一階段屬于自由排氣階段，高溫廢氣以當地音速通過排氣門排出。

隨排氣過程進行進入強制排氣階段，活塞越過下止點向上止點移動，強制將缸內廢氣排出，活塞到達上止點附近時，排氣過程結束。排氣終了時，氣缸內氣體壓力稍高于大氣壓力，約為0.105～0．115MPa，廢氣溫度約為600℃～900℃。由于燃燒室占有一定容積，因此在排氣終了時，不可能將廢氣徹底排除干凈，剩余部分廢氣稱殘余廢氣。

四沖程汽油機經過進氣、壓縮、作功、排氣四個行程完成一個工作循環，在這個過程中，活塞上下往復運動四個行程，相應的曲軸旋轉兩周。