當活塞處於下死點時，氣缸內的容積最大，在上死點時容積最小(後者也是燃燒室的容積)。混合氣體被壓縮的程度，可以用這兩個容積的比值來衡量。這個比值叫“壓縮比”。活塞航空發動機的壓縮比大約是5到8，壓縮比越大，氣體被壓縮得越厲害，發動機產生的功率也就越大。
壓縮衝程之後是“工作衝程”，也是第三個衝程。在壓縮衝程快結束，活塞接近上死點時，氣缸頭上的火花塞通過高壓電產生了電火花，將混合氣體點燃，燃燒時間很短，大約0.015秒;但是速度很快，大約達到每秒30米。氣體猛烈膨脹，壓強急劇增高，可達60到75個大氣壓，燃燒氣體的溫度到攝氏2000到2500度。燃燒時，局部溫度可能達到三、四千度，燃氣加到活塞上的衝擊力可達15噸。
活塞在燃氣的強大壓力作用下，向下死點迅速運動，推動連桿也向下跑，連桿便帶動曲軸轉起來了。這個衝程是使發動機能夠工作而獲得動力的唯一衝程。其餘三個衝程都是為這個衝程作準備的。第四個衝程是“排氣衝程”。工作衝程結束後，由於慣性，曲軸繼續旋轉，使活塞由下死點向上運動。這時進氣門仍舊關閉，而排氣門大開，燃燒後的廢氣便通過排氣門向外排出。 當活塞到達上死點時，絕大部分的廢氣已被排出。然後排氣門關閉，進氣門打開，活塞又由上死點下行，開始了新的一次循環。
從進氣衝程吸入新鮮混合氣體起，到排氣衝程排出廢氣止，汽油的熱能通過燃燒轉化為推動活塞運動的機械能，帶動螺旋槳旋轉而作功，這一總的過程叫做一個“循環”。這是一 種週而復始的運動。由於其中包含著熱能到機械能的轉化，所以又叫做“熱循環”。活塞航空發動機要完成四衝程工作，除了上述氣缸、活塞、連桿、曲軸等構件外，還需要一些其他必要的裝置和構件。
