La disposición de los cilindros en la carcasa del motor (carcasa) tiene mayoritariamente forma de estrella o de V. Los motores radiales comunes tienen 5, 7, 9, 14, 18 o 24 cilindros. Cuando el volumen de un solo cilindro es el mismo, cuanto mayor sea el número de cilindros, mayor será la potencia del motor. El pistón experimenta un movimiento alternativo en el cilindro bajo presión de gas, y este movimiento se convierte en la rotación del cigüeñal a través de la biela. Las bielas conectan los pistones al cigüeñal. El cigüeñal es el componente del motor que entrega potencia. Cuando el cigüeñal gira, la hélice es impulsada por el reductor para girar y generar fuerza de tracción. Además, el cigüeñal también acciona algunos accesorios (como varias bombas de aceite, generadores, etc.). El mecanismo de válvula se utiliza para controlar la sincronización de apertura y cierre de la válvula de admisión y la válvula de escape. La posición más alejada de la parte superior del pistón desde el centro de rotación del cigüeñal se llama punto muerto superior, la posición más cercana se llama punto muerto inferior y la distancia desde el punto muerto superior hasta el punto muerto inferior se llama carrera del pistón. La mayoría de los motores aeronáuticos de pistón son motores de cuatro tiempos, es decir, un cilindro completa un ciclo de trabajo. El pistón realiza cuatro carreras en el cilindro, que son la carrera de admisión, la carrera de compresión, la carrera de expansión y la carrera de escape. Cuando el motor comienza a funcionar, primero ingresa a la "carrera de admisión". La válvula de admisión en la culata se abre, la válvula de escape se cierra y el pistón se desliza hacia abajo desde el punto muerto superior hasta el punto muerto inferior. El cilindro aumenta gradualmente y la presión del aire disminuye: es inferior a la presión atmosférica exterior. Luego, la mezcla de gasolina fresca y aire se aspira al cilindro a través de la válvula de admisión abierta. La proporción de gasolina y aire en la mezcla de gases es generalmente de 1:15, es decir, se necesitan 15 kilogramos de aire para quemar un kilogramo de gasolina. Una vez completada la carrera de admisión, comienza la segunda carrera, la "carrera de compresión". En este momento, el cigüeñal continúa girando debido a la inercia, empujando el pistón hacia arriba desde el punto muerto inferior. En este momento, la válvula de admisión también está herméticamente cerrada al igual que la válvula de escape. El volumen dentro del cilindro disminuye gradualmente y el pistón comprime fuertemente el gas mezclado. Cuando el pistón se mueve al punto muerto superior, el gas mezclado se comprime en el pequeño espacio entre el punto muerto superior y la culata del cilindro. Este pequeño espacio se llama "cámara de combustión". En este momento, la presión del gas mezclado aumenta a diez atmósferas. La temperatura también aumentó hasta unos 400 grados centígrados. La compresión consiste en aprovechar mejor el calor generado cuando se quema gasolina, de modo que la presión del gas mezclado confinado en el pequeño espacio de la cámara de combustión aumenta considerablemente, a fin de aumentar su potencia después de la combustión. Cuando el pistón está en el punto muerto inferior, el volumen en el cilindro es mayor, y cuando el pistón está en el punto muerto superior, el volumen es menor (este último es también el volumen de la cámara de combustión). El grado de compresión del gas mezclado se puede medir mediante la relación entre estos dos volúmenes. Esta relación se llama "relación de compresión". La relación de compresión de un motor de avión de pistón es de aproximadamente 5 a 8. Cuanto mayor es la relación de compresión, más comprimido está el gas y mayor es la potencia generada por el motor. Después de la carrera de compresión viene la "carrera de trabajo", que es también la tercera carrera. Al final de la carrera de compresión y cuando el pistón se acerca al punto muerto superior, la bujía de la culata genera una chispa eléctrica a través de electricidad de alto voltaje, encendiendo la mezcla. El tiempo de combustión es muy corto, alrededor de 0,015 segundos; La velocidad es muy rápida, aproximadamente cada 30 metros. El gas se expande violentamente, la presión aumenta bruscamente hasta alcanzar de 60 a 75 atmósferas y la temperatura del gas de combustión alcanza de 2000 a 2500 grados centígrados. Durante la combustión, la temperatura local puede alcanzar los tres o cuatro mil grados y la fuerza de impacto del gas sobre el pistón puede alcanzar las 15 toneladas. Bajo la fuerte presión del gas, el pistón se mueve rápidamente hacia el punto muerto descendente, empujando la biela hacia abajo, y la biela hace girar el cigüeñal. Esta carrera es la única carrera que permite que el motor funcione y obtenga potencia. Los tres golpes restantes son una preparación para este golpe. El cuarto golpe es el "golpe de escape". Una vez finalizada la carrera de trabajo, debido a la inercia, el cigüeñal continúa girando, lo que hace que el pistón se mueva hacia arriba desde el punto muerto inferior. En este momento, la válvula de admisión todavía está cerrada, la válvula de escape está completamente abierta y los gases de escape quemados se descargan hacia afuera a través de la válvula de escape. Cuando el pistón alcanza el punto muerto superior, la mayor parte de los gases de escape se han agotado. Luego, la válvula de escape se cierra, la válvula de admisión se abre y el pistón se mueve hacia abajo desde el punto muerto superior nuevamente, iniciando un nuevo ciclo. Desde el momento en que se aspira el gas fresco mezclado durante la carrera de admisión hasta el momento en que se descargan los gases de escape durante la carrera de escape, la energía térmica de la gasolina se convierte en energía mecánica que impulsa el movimiento del pistón a través de la combustión, haciendo girar la hélice. y realizar el trabajo. Este proceso general se llama "ciclo". Este es un movimiento recurrente.
Debido a que contiene la conversión de energía térmica en energía mecánica, también se le llama "ciclo térmico". Para completar el trabajo de cuatro tiempos de un motor de avión de pistón, además de los cilindros, pistones, bielas, cigüeñales y otros componentes mencionados anteriormente, también se requieren algunos otros dispositivos y componentes necesarios.