汽油機工作過程是一個複雜的過程，它由進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣四個行程（衝程）組成。

　　進氣行程

　　活塞被曲軸帶動由上止點向下上止點移動，同時，進氣門開啟，排氣門關閉。當活塞由上止點向下止點移動時，活塞上方的容積增大，氣缸內的氣體壓力下降，形成一定的真空度。由於進氣門開啟，氣缸與進氣管相通，混合氣被吸入氣缸。當活塞移動到下止點時，氣缸內充滿了新鮮混合氣以及上一個工作迴圈未排出的廢氣。

　　壓縮行程

　　活塞由下止點移動到上止點，進排氣門關閉。曲軸在飛輪等慣性力的作用下帶動旋轉，透過連桿推動活塞向上移動，氣缸內氣體容積逐漸減小，氣體被壓縮，氣缸內的混合氣壓力與溫度隨著升高。

　　作功行程

　　進排氣門同時關閉，火花塞點火，混合氣劇烈燃燒，氣缸內的溫度、壓力急劇上升，高溫、高壓氣體推動活塞向下移動，透過連桿帶動曲軸旋轉。在發動機工作的四個行程中，只有這個在行程才實現熱能轉化為機械能，所以，這個行程又稱為作功行程。

　　排氣行程

　　排氣門開啟，活塞從下止點移動到上止點，廢氣隨著活塞的上行，被排出氣缸。由於排氣系統有阻力，且燃燒室也佔有一定的容積，所以在排氣終了地，不可能將廢氣排淨，這部分留下來的廢氣稱為殘餘廢氣。殘餘廢氣不僅影響充氣，對燃燒也有不良影響。

　　排氣行程結束時，活塞又回到了上止點。也就完成了一個工作迴圈。隨後，曲軸依靠飛輪轉動的慣性作用仍繼續旋轉，開始下一個迴圈。如此週而復始，發動機就不斷地運轉起來。