（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（Desmodromicvalve）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。