汽车发动机的两大机构是曲柄连杆机构和气门机构，五大系统是曲柄连杆机构、气门机构、起动系统、润滑系统、冷却系统、供油系统和点火系统。

曲柄连杆机构的作用是提供一个燃烧的场所，将燃料燃烧后产生的气体膨胀压力作用在活塞顶部转化为曲轴转动的扭矩，将燃料燃烧后散发的热能转化为机械能，持续输出动力。

配气机构的作用是根据发动机各缸内工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各缸的进排气门，使新鲜充气及时进入气缸，排气及时排出气缸；在压缩和膨胀冲程期间，确保燃烧室的密封。

汽油机燃油供给系统的作用是根据发动机的要求配制一定量和浓度的混合气体，供给气缸，将燃烧后的废气从气缸排到大气中。

冷却系统的作用是及时消散被加热部件吸收的部分热量，保证发动机在最合适的温度下工作；水冷发动机的冷却系统通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。

润滑系统的作用是将一定量的清洁润滑油输送到做相对运动的零件表面，实现液体摩擦，降低摩擦阻力，减少零件磨损；对零件表面进行清洗和冷却；润滑系统通常由润滑油通道、油泵、滤油器和一些阀门组成。

在汽油发动机中，气缸中的可燃混合物通过电火花点燃，因此在汽油发动机的气缸盖上安装有火花塞，火花塞的头部伸入燃烧室。凡是能按时在火花塞电极间产生火花的设备称为点火系统，通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。

发动机的起动系统是完成发动机从静止状态过渡到工作状态的装置，必须通过外力转动发动机的曲轴，使活塞往复运动，气缸内可燃混合气燃烧膨胀做功，推动活塞向下运动，使曲轴转动，这样发动机就能自行运转，工作循环就能自动进行。