其组成主要包括以下部分：主体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、缸套和油底壳，活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆，曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴，曲柄连杆机构，气体组，机身是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其中安装了发动机的所有主要部件和附件，承受着各种载荷。因此，机体必须有足够的强度和刚度。
气缸缸体，汽缸是发动机各机构和系统的组装气体，是发动机中最重要的部件。汽缸有水冷缸和风冷缸。水冷气缸体一般与上部曲轴箱一体铸造。圆筒的上部拍打着所有的圆筒，圆筒周围的空腔互相连接，形成了一个水袋。下半部分是支撑曲轴的曲轴箱。气缸体有直排、V形和水平排列三种形式，汽车上常用的直排和V形两种。气缸体下面部分的结构是普通式、龙门式和隧道式三种形式的风冷气缸和曲轴箱是分离式结构，将气缸体和曲轴箱分开铸造，然后重新组装。
气缸和气缸盖外部表面铸造了许多散热片，以确保充分的冷却，气缸材料通常是灰口铸铁，为了提高气缸的耐磨性，有时会在铸铁中添加少量的合金元素，如镍、钼、铬、磷等。但是实际上，除了符合活塞的气缸壁表面以外，其他部分对耐磨性的要求不高。为了材料的经济性，广泛采用在气缸体内嵌上缸套，形成气缸工作表面。这样，缸套可以用耐磨的合金铸铁或合金钢制造，延长气缸寿命，砌块可以用价格较低的普通铸铁或铝合金材料制造。缸套有干法和湿法两种。干式缸套的外表面不直接接触冷水，壁厚一般为1 ~ 3毫米。缸套的外部表面使用组装的气缸的内部表面和干涉配合。
湿缸套的外表面与冷却水直接接触，冷却效果好。壁厚比干式缸套厚，一般为5 ~ 9毫米。气缸盖的主要作用是关闭气缸顶部，与活塞顶部和气缸壁一起组成燃烧室。一般水冷发动机气缸盖铸造有冷却液套筒，气缸盖下端与气缸顶部相应的水套连接，利用水的循环冷却燃烧室壁等高温部分。风冷发动机缸盖上铸造了许多散热片，增加了热量面积，降低了燃烧室的温度。