Quá trình này được chia thành bốn chu kỳ chính: nạp, nén, đốt cháy và xả. Trong mỗi chu kỳ, hỗn hợp không khí và nhiên liệu được hút vào buồng đốt, nén lại, đánh lửa và cháy, tạo lực đẩy píttông xuống dưới, sau đó khí xả được thải ra ngoài. Cơ cấu phối khí điều khiển việc mở và đóng của các xupáp, đảm bảo quá trình này diễn ra liên tục và đúng thời điểm.
Các bộ phận chính của động cơ bao gồm thân máy, nắp quylát, píttông, trục khuỷu, bánh đà, giúp tạo ra chuyển động ổn định và hiệu quả. Các xylanh trong động cơ có thể được bố trí theo các dạng thẳng hàng, chữ V hoặc boxer (đối đỉnh nằm ngang), mỗi kiểu bố trí có ưu điểm riêng giúp giảm rung động và tối ưu hóa không gian cũng như hiệu suất làm việc của động cơ.
Bên cạnh đó, các hệ thống phụ trợ như bôi trơn, làm mát và xả khí đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì nhiệt độ và giảm ma sát giữa các bộ phận. Đai dẫn động chuyển năng lượng từ trục khuỷu đến các hệ thống phụ trợ như máy phát điện, bơm trợ lực lái và hệ thống điều hòa không khí. Hệ thống VVT-i (Điều khiển thời điểm phối khí thông minh) giúp tối ưu hóa thời điểm đóng mở của xupáp để cải thiện công suất động cơ và giảm tiêu thụ nhiên liệu.
Bộ lọc khí và bướm ga cũng cần được bảo trì định kỳ để đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả. Bướm ga điều khiển lượng không khí và nhiên liệu vào buồng đốt, giúp kiểm soát công suất động cơ. Van điều khiển tốc độ không tải (ISCV) đảm bảo tốc độ động cơ ổn định khi không tải hoặc khi động cơ còn lạnh. Hệ thống ACIS (Hệ thống nạp với chiều dài thay đổi) điều chỉnh chiều dài của đường ống nạp, giúp tăng cường hiệu quả nạp và công suất ở các vòng quay động cơ khác nhau.
