四冲程循环(Four-stroke cycle)，现在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。

此技术由德国科学家尼古拉斯·奥托(Nicolaus Otto)于1876年发明，所以又叫奥托循环(Otto cycle)。转子发动机有四个类似的周期，不过没有用到冲程。

进气行程

进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，产生真空度，气缸内压力降到进气压力以下，在真空吸力作用下，通过化油器或汽油喷射装置雾化的汽油，与空气混合形成可燃混合气，由进气道和进气门吸入气缸内。进气过程一直延续到活塞过了下止点进气门关闭为止。接着上行的活塞开始压缩气体。

压缩行程

进排气门全部关闭，压缩缸内可燃混合气，混合气温度升高，压力上升。活塞临近上止点前，可燃混合气压力上升到0.6～1.2MPa左右，温度可达330℃～430℃。

作功行程

在压缩行程接近上止点时，装在气缸盖上方的火花塞发出电火花，点燃所压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后放出大量的热量，缸内燃气压力和温度迅速上升，最高燃烧压力可达3～6MPa，最高燃烧温度可达2 200℃～2 500℃。高温高压燃气推动活塞快速向下止点移动，通过曲柄连杆机构对外作功。作功行程开始时，进、排气门均关闭。

排气行程

作功行程接近终了时，排气门开启，由于这时缸内压力高于大气压力，高温废气迅速排出气缸，这一阶段属于自由排气阶段，高温废气以当地音速通过排气门排出。随排气过程进行进入强制排气阶段，活塞越过下止点向上止点移动，强制将缸内废气排出，活塞到达上止点附近时，排气过程结束。排气终了时，气缸内气体压力稍高于大气压力，约为0.105～0.115MPa，废气温度约为600℃～900℃。由于燃烧室占有一定容积，因此在排气终了时，不可能将废气彻底排除干净，剩余部分废气称残余废气。

发动机为汽车提供动力。发动机还广泛应用于交通运输机械、农业机械、工程机械和发电机组等各个方面。发动机种类繁多，其中四冲程发动机是最常见的一种。

四冲程发动机属于往复活塞式内燃机，根据所用燃料种类的不同，分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。以汽油或柴油为燃料的活塞式内燃机分别称作汽油机或柴油机。使用天然气、液化石油气和其他气体燃料的活塞式内燃机称作气体燃料发动机。汽油和柴油都是石油制品，是汽车发动机的传统燃料。非石油燃料称作代用燃料。燃用代用燃料的发动机称作代用燃料发动机，如乙醇发动机、氢气发动机、甲醇发动机等。

四冲程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程完成一个工作循环，在这个过程中，活塞上下往复运动四个行程，相应的曲轴旋转两周。

四冲程柴油机的工作原理与四冲程汽油机相同，也是由进气、压缩、做功、排气四个形成组成。不同的是柴油机进气行程进的是纯空气，在压缩行程接近上止点时，由喷油器将柴油喷入燃烧室，由于这时汽缸内的温度已经远远超过柴油的自燃温度，喷入的柴油经过短暂的着火延迟后，自行着火燃烧，对外做功。

一个周期由四个冲程构成，亦即四个活塞在气缸中单方向的直线运动:

1、进气(吸气)冲程：活塞落下，将汽油和空气的混合物体，通过一个或者多个进气门注入汽缸。

2、压缩冲程：升起的活塞将燃料和空气的混合物，同时将其压缩。

3、动力(点火)冲程：接近压缩冲程顶点时的燃料和空气之混合物体被火星塞点燃，将活塞推下。

4、排气冲程：活塞升起，将燃烧过的废气通过一个或者多个排气门排出气缸。

四冲程发动机比两冲程的效率要高很多。不过需要相当多的可移动零件以及更高的制造技术。