發動機工作須經過進氣，把可燃混合氣(或新鮮空氣)引入氣缸；然後將進入氣缸的可燃混合氣壓縮，壓縮接近終點時點燃可燃混合氣；可燃混合氣著火燃燒，膨脹推動活塞下行實現對外作功；最後排出燃燒後的廢氣。進氣、壓縮、作功、排氣四個過程。把這四個過程叫做發動機的壹個工作循環，工作循環不斷地重復，就實現了能量轉換，使發動機能夠連續運轉。
1、進氣行程
活塞在曲軸帶動下從上止點向下止點運動，這時排氣門關閉，進氣門打開。隨著活塞下移，氣缸內容積增大，壓力減小，在氣缸內形成壹定的真空度，空氣和汽油混合物通過進氣門被吸入氣缸，並在氣缸內進壹步形成可燃混合氣。
2、壓縮行程：
進氣結束終了，曲軸繼續旋轉，帶動活塞從下止點向上止點運動，這時進、排氣門均關閉，氣缸內成為封閉容積，隨著活塞移動，氣缸容積不斷減小，可燃混合氣受到壓縮，壓力和溫度不斷升高，當活塞到達上止點時壓縮行程結束。
3、做功行程;
做功行程包括燃燒過程和膨脹過程，在這壹行程中，進氣門和排氣門仍然保持關閉。當活塞位於壓縮行程接近上止點(即點火提前角)位置時，安裝在氣缸蓋上的火花塞產生電火花，點燃可燃混合氣，火焰迅速傳遍整個燃燒室，同時放出大量的熱能。燃燒氣體的體積急劇膨脹，溫度和壓力急劇升高，最高壓力可達3.0～6.5MPa，最高溫度可達2200～2800K，高溫高壓氣體膨脹，推動活塞從上止點向下止點移動，通過連桿使曲軸旋轉並輸出機械能，除了用於維持發動機本身繼續運轉外，其余用於對外做功。隨著活塞向下運動，氣缸內容積增加，氣體壓力和溫度逐漸降低，當活塞運動到下止點時，做功行程結束，氣體壓力降低到0.35～0.5MPa，氣體溫度降低到1200～1500K。
4、排氣行程：
可燃混合氣在氣缸內燃燒後生成的廢氣必須從氣缸中排出去以便進行下壹個進氣行程。排氣行程開始時，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，曲軸通過連桿帶動活塞由下止點向上止點運動時，此時廢氣在自身生剩余壓力和在活塞的推動下，經排氣門排出氣缸之外。活塞越過上止點後，排氣門關閉，排氣行程結束。
受排氣阻力的影響，排氣終止時，氣體壓力仍高於大氣壓力，約為0.105～0.12MPa，溫度約為900～1100K。
曲軸繼續旋轉，活塞從上止點向下止點運動，又開始了下壹個新的循環過程。可見四行程汽油機經過進氣、壓縮、作功、排氣四個行程完成壹個工作循環，這期間活塞在上、下止點往復運動了四個行程，相應地曲軸旋轉了兩圈。
實際汽油機的進氣過程中，進氣門打開。在排氣行程中，是排氣門早於下止點開啟，遲於上止點關閉。
進氣門早開晚關的目的是為了增加進入氣缸的混合氣量，排氣門早開晚關的目的是為了減少氣缸內的殘余廢氣量。減少殘余廢氣量，會相應增加進氣量。
二、四行程柴油機的工作原理
四行程柴油機和四行程汽油機的工作過程壹樣，每壹個工作循環同樣包括進氣、壓縮、作功和排氣四個行程，但由於柴油機使用的燃料是柴油，柴油與汽油有較大的差別，柴油粘度大，不易蒸發，自燃溫度低，故可燃混合氣的形成，著火方式，燃燒過程以及氣體溫度壓力的變化都和汽油機不同.四沖程柴油機工作原理如下：
1、進氣沖程 與汽油機相比，進入柴油機汽缸的不是可燃混合氣而是純空氣。進氣行程結束時，氣體壓力為80 -90kpa，溫度為310-350K。
2、壓縮沖程 壓縮的是純空氣，由於柴油機壓縮比大，壓縮終了時氣體的溫度和壓力比汽油機高。壓力約為3000-5000kpa,溫度約為800-1000k。
3、做工沖程 壓縮行程結束，高壓柴油經噴油器呈霧狀噴入汽缸，迅速汽化並與空氣形成混合氣。由於壓縮終了汽缸內溫度遠高於柴油的自然溫度(500K左右)柴油立即自行著火燃燒。因此，柴油機沒有點火系統。燃燒最高壓力為5000-10000kpa，最高溫度約為1800-2200K。