Un moteur à quatre temps développe un cycle thermodynamique complet divisé en deux rotations distinctes du vilebrequin, car contrairement à un moteur à deux temps, le piston remplit non pas une mais deux fonctions. Au cours d’un cycle thermodynamique complet, une masse de gaz ou de combustibles fossiles (essence, gazole, méthane, GPL, méthanol et mélanges d’éthanol) est soumise aux changements de pression, de température et de volume nécessaires à la production de l’éclatement, c’est-à-dire la libération de l’énergie nécessaire pour imprimer le mouvement, permettant la propulsion du véhicule.