四冲程汽油机的工作过程由进气、压缩、燃烧膨胀和排气四个步骤构成。在进气阶段，活塞由曲轴驱动，从上止点向下止点移动，此时进气门打开，排气门关闭。这一过程称为压缩冲程，也被称为第二冲程，其作用是将机械能转化为内能。
膨胀冲程是唯一能实现热能转化为机械能的步骤。当活塞到达上止点，气门关闭，活塞开始向下运动。接着，在下止点，进气门开启，排气门关闭，活塞再次向上运动。在压缩冲程中，气门保持关闭，活塞向上移动压缩气体。在燃烧膨胀冲程中，活塞向下移动，燃烧的气体推动活塞上升，驱动曲轴旋转。
排气冲程中，活塞再次上升，排出燃烧后的废气。这就是四冲程汽油机的基本运作原理。与二冲程汽油机相比，四冲程的特点之一是凸轮轴的转速仅为曲轴的一半，这就要求凸轮轴具备更高的强度和支撑能力。
凸轮轴在发动机中扮演着关键角色，它控制着气门的开关。由于承受着巨大的扭矩，通常采用优质合金钢或合金钢材料制造，以确保其在高负荷下仍能稳定运行。凸轮轴的设计对发动机的性能和工作特性具有决定性影响。