（1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸；
（2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩；
（3）做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；
（4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
四冲程循环
现代汽车以及工业用途的（汽车、卡车、发电机）内燃机中大多都是四冲程循环的。因是尼古拉斯·奥托于1876年发明的，所以又叫奥托循环。汪克尔发动机有四个类似的周期，不过没有用到冲程。一个周期由四个冲程构成，或者活塞在气缸中单方向的直线运动。
大部分的四冲程发动机，气门都是简单地随着弹簧的返回而关闭。随着发动机转速的提高，弹簧推动气门开合的时间会有所改变，而这时间的改变不利于发动机的性能发挥。
这个问题的解决办法之一是连控轨道阀（Desmodromic valve）调速系统。这个系统是用一个机械装置调整气门的开合。这样就可以得到更高转速的发动机。
一些设计用到额外的凸轮轴和摇杆。
这个系统的缺点是复杂程度高、成本高，有的制造商将其用在为摩托车发动机的杜卡迪系统。
一、四冲程汽油机的工作原理
四冲程发动机每完成一个工作循环需要经过进气、 压缩、做功(膨胀)和排气四个行程，对应活塞上下往复运动四次，相应的曲轴旋转720° (两圈)。通常利用发动机循环示功图表示气缸内容积和压力的变化关系。示功图中曲线所围成的面积表示发动机整个工作循环中气体在单个气缸内所做的功。
进气行程(图a所示，以自然吸气为例)
进气过程中，排气门关闭，进气门开启，活塞从上止点向下止点移动一个行程，在气缸内形成真空，新鲜可燃混合气被吸入气缸;曲轴由0°沿顺时针方向转到180°。
当活塞从上止点向下止点移动时，进气系统有阻力，故进气终了时气缸内的气体压力略低于大气压力，为0.075 ~0. 090MPa。流进气缸内的可燃混合气，因与气缸壁、活塞顶等高温机件接触并与前一行程(排气行程)留下的高温残余废气混合，所以它的温度上升到370 ~403K。在示功图上，进气行程用曲线ra表示。曲线ra位于大气压力线以下，它与大气压力线纵坐标之差即表示气缸内的真空度。
自然吸气发动机动力输出平顺，不会因发动机转速的变化而出现骤然加速。而且发动机使用寿命长，维修简单。
压缩行程(图b所示)
为了使吸人的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的气体压力，使发动机做功，燃烧前必须将可燃混合气压缩，此即压缩行程。在进气行程终了时，活塞自下止点向上止点移动，曲轴由180°转到360。，此时，进、排气门均关闭。随着气缸的容积不断缩小，可燃混合气受到压缩，其温度和压力不断升高。压缩行程一直继续到活塞到达上止点时为止。压缩终了时，可燃混合气的温度为600 ~750K,可燃混合气压力为0.8 ~2.0MPa。在示功图上，压缩行程用曲线ac表示。
压缩终了时可燃混合气的压力和温度取决于压缩比，压缩比越大，燃烧速度越快，因而发动机发出的功率便越大，经济性越好。但压缩比过大时，不仅不能进一步 改善燃烧状况，反而会出现爆燃和表面点火等不正常燃烧现象。
