現(xiàn)代汽車以及工業(yè)用途的（汽車、卡車、發(fā)電機(jī)）內(nèi)燃機(jī)中大多都是四沖程循環(huán)的。因是尼古拉斯·奧托于1876年發(fā)明的，所以又叫奧托循環(huán)。汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)有四個(gè)類似的周期，不過沒有用到?jīng)_程。一個(gè)周期由四個(gè)沖程構(gòu)成，或者活塞在氣缸中單方向的直線運(yùn)動(dòng):

    1.進(jìn)氣（吸氣）沖程
    2.壓縮沖程
    3.做功（點(diǎn)火）沖程
    4.排氣沖程

    循環(huán)是在上止點(diǎn)開始的，即活塞處在其最上方位置。當(dāng)活塞在其第一次向下運(yùn)動(dòng)的過程（進(jìn)氣沖程）中，燃料與空氣的混合體通過一個(gè)或者多個(gè)氣門注入氣缸。進(jìn)氣門關(guān)閉，緊接著的壓縮沖程壓縮這種混合氣體（壓縮沖程）。

    于是混合氣體在接近壓縮沖程頂點(diǎn)時(shí)被火花塞點(diǎn)燃。燃燒空氣爆炸所產(chǎn)生的推力迫使活塞向下做第三次運(yùn)動(dòng)（做功沖程）。第四次也就是最后一次沖程是排氣沖程，燃燒過的氣體通過排氣門排出氣缸。

    通俗地講凸輪軸就是一個(gè)帶有幾個(gè)叫做凸輪的橢圓形突出體的圓柱，通過它的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)氣門的運(yùn)動(dòng)。凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪推動(dòng)氣門（通常是通過叫做挺桿的中間部件）使之在相應(yīng)的時(shí)間打開。氣門是用彈簧頂住的，當(dāng)凸輪的突起不是正對(duì)著氣門時(shí)它是關(guān)閉著的。每個(gè)循環(huán)一個(gè)氣門只打開一次，也就是，曲軸旋轉(zhuǎn)兩周凸輪軸轉(zhuǎn)一周。上面圖示是雙頂置式凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

    四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比兩沖程的效率要高很多。不過需要相當(dāng)多的可移動(dòng)零件以及更高的制造技術(shù)。