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活塞從上止點運動到下止點的空之間的容積稱為氣缸排量。如果發動機有幾個氣缸，所有氣缸的工作容積之和稱為發動機排量。

扭矩是使物體旋轉的力。發動機的扭矩是指發動機從曲軸端輸出的扭矩。在功率不變的情況下，與發動機轉速成反比。速度越快，扭矩越小，反之亦然，反映了汽車在一定范圍內的承載能力。

壓縮比是發動機混合氣被壓縮的程度，用壓縮前氣缸總容積與壓縮后氣缸容積(即燃燒室容積)的比值來表示。壓縮比與發動機性能密切相關。通常低壓壓縮比是指10以下的壓縮比，10以上的高壓縮比。相對而言，壓縮比越高，發動機的功率越大，但對發動機的內部技術、燃燒精度、油品質量的要求也越高。

多點噴射汽車發動機的電噴裝置一般由燃油噴射電路、傳感器組和電子控制單元三部分組成。如果噴油器安裝在原化油器位置，即整個發動機只有一個汽油噴射點，這就是單點電噴；如果將噴油器安裝在各缸的進氣管上，即從多處(至少每個缸有一個噴射點)將汽油噴入缸內，這就是多點噴射。

多氣門傳統發動機每缸大多有一個進氣門和一個排氣門。這種兩閥式氣門機構相對簡單，并且其制造成本低。對于輸出功率要求不高的普通發動機，可以獲得滿意的發動機輸出功率和扭矩性能。大排量大功率的發動機應該采用多氣門技術。最簡單的多氣門技術是三氣門結構，即在一進一排兩氣門結構的基礎上增加一個進氣門。近年來，世界各大汽車公司新開發的汽車大多采用四氣門結構。在四氣門氣門機構中，每個氣缸有兩個進氣門和兩個排氣門。四氣門結構可以大大提高發動機的進排氣效率，大部分新車都采用了四氣門技術。

頂置凸輪軸(OHC)發動機有三種類型的凸輪軸安裝位置:下、中和頂置。由于汽車發動機轉速很高，所以每分鐘能轉5000多轉。為了保證進排氣效率，進氣門和排氣門是倒置的，也就是頂置氣門裝置。該裝置可應用于凸輪軸的三種安裝形式。但如果采用下置或中置凸輪軸，由于氣門與凸輪軸距離較遠，需要氣門挺桿、挺桿等輔助部件，導致氣門傳動部件較多，結構復雜，發動機體積大，高速運轉時容易產生噪音，而頂置凸輪軸可以改變這種現象。因此，現代汽車發動機普遍采用頂置凸輪軸，布置在發動機上方，縮短了凸輪軸與氣門的距離，省略了氣門挺柱和挺桿，簡化了凸輪軸與氣門之間的傳動機構，使發動機的結構更加緊湊。更重要的是，這種安裝方式可以降低整個系統的往復質量，提高傳動效率。根據凸輪軸的數量可以分為兩種:單頂置凸輪軸(SOHC)和雙頂置凸輪軸(DOHC)。因為中高端汽車發動機一般都布置有多個氣門和V型氣缸，需要使用雙凸輪軸分別控制進氣門和排氣門，所以很多名牌發動機都采用雙頂置凸輪軸。

可變氣門正時曲軸通過齒形傳動裝置帶動凸輪軸旋轉，這樣氣門在開啟和關閉時會與曲軸的旋轉角度形成一定的對應關系。氣體流量將隨著發動機轉速的變化而變化。如何讓氣缸在不同轉速下都有良好的進氣效率？因此，有必要改變閥門的開啟和關閉時間。通過安裝在凸輪軸前端的油壓裝置，凸輪軸可以做一些額外的小角度轉動，這樣在轉速升高時，進氣門可以提前開啟。

可變長度進氣歧管為了使發動機在高低速時保持穩定的進氣效率，如何制作一根長度合適的進氣管成為一個重要的課題。通過在進氣管道中設置閥門，可以將進氣管道變為長路徑和短路徑，以滿足發動機高速運轉時高流速、大動能的氣流需求；并以低速向發動機供應適當流量的空氣體。這樣發動機在高速時可以獲得更大的馬力，在低速時有更好的油耗表現。

EGR-廢氣再循環發動機控制計算機根據發動機轉速、負荷(節氣門開度)、溫度、進氣流量、排氣溫度進行控制，使廢氣中的少量廢氣進入進氣系統，與混合氣混合后進入氣缸參與燃燒。少量廢氣進入缸內參與混合氣的燃燒，使燃燒時缸內溫度降低。因為在高溫和富氧的條件下產生NOx(氮氧化物),所以抑制了NOx的產生，從而降低了廢氣中NOx的含量。但是過多的廢氣再循環會影響混合氣的點火和性能，從而影響發動機的動力，特別是在發動機怠速、低速、小負荷和冷機時，再循環的廢氣會明顯影響發動機的性能。因此，在發動機怠速、低速、小負荷、冷機時，電腦控制廢氣不參與再循環，避免發動機性能受到影響；當發動機超過一定轉速、負荷，達到一定溫度時，計算機控制少量廢氣參與再循環。而且，參與再循環的廢氣量根據發動機轉速、負荷、溫度和廢氣溫度而變化，以實現廢氣中最低的NOx。

三元催化轉化器是安裝在汽車排氣系統中最重要的外部凈化裝置。它可以將汽車尾氣中的CO、HC、NOx等有害氣體通過氧化還原轉化為無害的二氧化碳、水和氮氣。因為這種催化劑可以同時將廢氣中的三種主要有害物質轉化為無害物質，所以稱為三元。三元催化器的工作原理是:當高溫汽車尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中的凈化劑會增強CO、HC、NOx的活性，使它們發生一定的氧化還原化學反應，其中CO在高溫下被氧化成無色無毒的二氧化碳氣體；HC化合物在高溫下被氧化成水和二氧化碳；NOx被還原成氮氣和氧氣。三種有害氣體變成無害氣體，可以凈化汽車尾氣。