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氣門機構的構成
最基本的氣門機構是由凸輪軸、氣門搖臂、氣門彈簧、氣門導管、氣門本體及氣門座所組成。 氣門機構與曲軸的關系 氣門機構運作的動力來源是來自引擎的曲軸，由連接于氣缸曲軸上的時規齒盤以時規煉條來帶動連接于凸輪軸末端的另一個時規齒盤，兩個齒盤的齒比是1:2，也就是說經過四個行程后曲軸轉了720°，而凸輪軸只轉了360°。有了這些驅動裝置，凸輪軸便能隨著引擎運轉而轉動，平時因為氣門彈簧的彈力作用而關著的氣門，當凸輪軸上的凸輪轉到凸面時，由凸輪推動氣門搖臂，氣門便被打開，之后再隨著凸面的離開及氣門彈簧的作用而關閉。凸輪軸轉速是引擎轉速的1/2，而進排氣門也就因固定的凸輪角度而呆板的工作著。
引擎運轉的基礎典型
在談氣門機構的工作特性之前，我們必須再確認一次四行程引擎的四個行程：進氣、壓縮、爆發、排氣周而復始。 進氣時進氣門打開，活塞由上往下，有如針筒作用一般將空氣吸入氣缸。壓縮時進氣門關閉，此時氣缸形成一密閉的空間，活塞由下往上壓縮油氣，而壓縮比就是活塞在下死點和上死點時氣缸容積比例。 油氣壓縮后，火星塞點火引燃油氣產生爆發，由爆發后產生的大量氣體將活塞往下推到下死點。爆發也是引擎四個行程中唯一的動力產生行程，其他三個行程都是需要消耗動力的，這也就是為什么四行程引擎比二行程引擎"反應慢"的原因，因為二行程引擎每兩個行程就有一次是動力產生行程，而四行程則四次才有一次。爆發過后，排氣門打開，活塞由下往上推將氣缸內燃燒后的癈氣排出，活塞到上死點后關閉排氣門，并打開進氣門，準備下一次的進氣。
氣門正時
引擎運轉時活塞與氣門運動之間相對關系的基礎典型在現實的引擎運轉時卻會遇到幾個問題：首先進氣門從打開到進氣之前會有延遲，因為進氣是由于活塞向下先形成真空，進而由于氣缸內外壓力不同才使油氣被吸入氣缸內。（各位若有使用針筒吸過墨水，你便可清楚這一過程。）此氣門從開始動作到完全打開也需要時間，而基于上述原因，若能讓進氣門在活塞向下之前先打開，則將可充分利用這整個的進氣行程。 如果排氣門在排氣行程尚未開始時先打開，可以減少活塞上升時的阻力，此外活塞由下而上到達上死點時，氣缸內的癈氣并未能完全的排出，這時若將排氣門關閉的時間延后，便可利用由進氣門引入的新鮮油氣，將殘余的癈氣"擠"出去，盡量減少癈氣的殘留影響引擎的動力輸出。以上氣門與活塞間的相對關系若以具體的圖形來表示，就稱為‘氣門正時圖’。而早開的進氣門和晚關的排氣門會造成有進排氣門同時打開的重疊情況，稱為‘氣門重疊（Valve overlap）。引擎高轉速運轉時若能增加氣門重疊角度，將可抵消因高速運轉而凸顯的進氣延遲現象（其實高、低轉速時進氣延遲的時間是大約相同的，只不過高轉速時進氣時間縮短，則進氣延遲所占的時間比例便相對提高）。但氣門重疊角度大的‘高轉速型凸輪’，雖然具有較佳的高轉速動力表現，但在低轉速運轉時，將因為氣缸真空度不足及吸入油氣的流失而造成容積效率降低，導致低轉速動力不足、怠速運轉不穩的后遺癥。
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