Четырехтактный цикл, принцип, по которому работает большинство современных автомобильных двигателей. Как показано на рисунке, при открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такте впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха втягивается в цилиндр под действием созданного таким образом частичного вакуума. Смесь сжимается, когда поршень поднимается на такте сжатия при закрытых обоих клапанах. По мере приближения к концу хода поршня заряд воспламеняется от электрической искры. Далее следует такт мощности, при этом оба клапана остаются закрытыми, а давление газа, вызванное расширением сгоревшего газа, давит на головку или коронку поршня. Во время такта выхлопа поднимающийся поршень выталкивает отработанные продукты сгорания через открытый выпускной клапан. Затем цикл повторяется. Таким образом, для каждого цикла требуется четыре хода поршня — впуск, сжатие, мощность и выхлоп — и два оборота коленчатого вала.
Недостатком четырехтактного цикла является то, что в нем совершается в два раза меньше тактов, чем в двухтактном, и от двигателя данного размера при данной рабочей скорости можно ожидать в два раза меньшей мощности. Однако четырехтактный цикл обеспечивает более эффективную очистку отработавших газов (scavenging) и перезагрузку цилиндров, снижая потери свежего заряда в выхлопных газах.
Четырехтактный цикл был разработан французским инженером Альфонсом Бо де Рошасом в 1862 году. Четырехтактный цикл часто называют циклом Отто, в честь немецкого инженера Николауса Августа Отто, который разработал двигатель на этом принципе в 1876 году. Однако де Рошас обладал предыдущими патентами, и судебные разбирательства во французских судах поддержали его.