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  使用時,空氣流過化油器,攜帶汽油進入進氣管。在流經進氣管、氣缸和壓縮過程中,汽油迅速蒸發,到壓縮末期已成氣態,與空氣混合成均勻的可燃混合氣。這時點火系統提供瞬時高壓電,在火花塞的火花間隙處打出火花,使該處微量混合氣累積熱量,提高溫度。當發展到缸內壓明顯上升時,形成明亮的火焰核心;然後傳播,將缸內混合氣燒盡,缸內壓迅速上升。混合氣熱量主要  提高汽油機的壓縮比,熱效率提高。壓縮比已由早期的4.5提高到10。當壓縮比達到9以上時又會使氣缸內產生積炭,積炭會點燃混合氣,形成不正常燃燒現象(表面點火)。使壓縮比提高的因素除燃燒室結構等設計外,主要在於汽油品質的提高。20年代中,人們發現在汽油中新增四乙鉛可提高汽油機的壓縮比。燃燒室對汽油辛烷值要求的高低(機械辛烷值)。鉛是排氣中的有害成分。

  如果在低負荷下不減少進入氣缸的空氣量,只減少汽油量,並使汽化的汽油集中於火星塞附近,形成可以著火燃燒的混合氣,就可降低低負荷率時的油耗。  有些燃燒室分為主室、小室。較濃混合氣進入小室,由火花點燃;較稀混合氣進入主室,由小室噴出的火焰點燃,可減少汙染。但在負荷率很低,主室混合氣很稀薄時,仍須在減少進氣量後才能點燃。另一方案是在壓縮末期,用噴油器將汽油噴入燃燒室內火花塞附近,在很低負荷噴油很少,無需減少進氣量;在高負荷噴油較多,延長噴油時間,邊噴邊燒。在低負荷時油耗降低30%以上,排汙也很少。  分層燃燒可避免爆震,壓縮比提高,並能採用廣餾分的低品質汽油。此種燃燒系統的問題是在變工況下難以可靠地點燃。

  汽油引擎可採用四衝程工作迴圈或兩衝程工作迴圈,參見:

  一般的汽油引擎包含1-6個氣缸(直列型)或2-16個氣缸(V型)。而臥式發動機經常用在小型飛機和摩托車上,也是90年代大眾汽車一大標誌。如今,臥式6缸發動機仍用在許多保時捷、速霸路的汽車中。許多臥式發動機是空冷的。其他排列型別還有W型、轉缸、星狀等。

  汽油機可以通過風扇和汽缸蓋來實現風冷,或通過水套和散熱器來實現水冷。對於水冷,冷卻劑曾經是水,現在多采用水和乙二醇、丙二醇的混合物,以降低其凝點、提高沸點,防止腐蝕。現代防凍液還新增有潤滑劑,來保護水泵的密封和軸承。整個冷卻系統處於略微增壓的環境,來進一步加強冷卻劑的沸點。

  壓縮比是氣缸總容積與燃燒室容積之比。理論上講,壓縮比越高,引擎效率越高。但事實上,太高的壓縮比會導致氣油混合物過早的燃燒,產生爆燃從而損壞引擎。汽車引擎的壓縮比一般在9:1到10:1左右、使用高辛烷值汽油的高效能發動機,這一數值可以提升到11甚至12:1;而使用新一代技術(如缸內直噴)的汽車引擎,還可以提高壓縮比,例如skyactiv技術的引擎可以提高到14:1。

  汽油機使用火花點火,採用磁電機和點火線圈來產生火花所需要的高壓。在現代汽車引擎中,點火正時受到發動機控制器(ECU)的控制。

  汽油引擎主要應用於:
汽油引擎(Gasoline Engine、Petrol Engine)是使用汽油作為燃料的內燃機。