ガソリンのような気化しやすい燃料を空気と共にシリンダ内に吸入し間欠的に点火・燃焼によって機械的エネルギーを取出す熱機関．ガソリン機関，火花点火機関（SI機関）オットーエンジンなどの名称がある．二サイクル方式と四サイクル方式とがあり，前者は二輪車などの小型機関，後者はそれより大型の機関，特に，乗用車機関用として広く普及している．作動方式として，往復ピストン方式（レシプロ機関）と回転式（バンケル機関）が実用化されているが，大部分はレシプロ機関である．
図は四気筒ガソリン機関の構造例である．燃料噴射式レシプロ・四サイクル機関では，カム駆動によって吸気弁が開き，ピストンの下降とともにスロットルバルブにより調量された空気が吸気マニホルドを通り，燃料噴射弁から噴射された適量の燃料と共にシリンダ内に供給される．なお，燃料の噴射弁の代わりに気化器により混合気が調量されるものもある．ピストンが下死点を過ぎるころ吸気弁が閉じ，適度の比率で混合された空気・燃料の混合気が圧縮され，上死点手前で点火栓によって点火される．点火後発生する爆発圧力は，ピストンからコネクティングロッド（連接棒）を通じクランク軸に回転力として変換される．クランク軸にはバランスウエイトが配設され，回転によって生ずるアンバランスを低減している．また，爆発が間欠的なため，多気筒化による力の分散のほか，クランク軸後端に取付けられたフライホイールに慣性力として一時蓄え，回転速度の均一化をはかっている．一方，燃焼ガスはピストンの下降と共に膨張し，下死点手前で排気弁が開くと燃焼ガスは，排気マニホルドを通り自動車用機関では触媒コンバータにより有害成分が浄化され大気へ排出される．燃焼室形状は性能に大きな影響を与える．図(１)～(５)に代表的な例を示す．
ガソリン機関は，間欠燃焼機関であり，高熱源温度を高く設定できるため，小型にもかかわらず比較的高い熱効率（34～35%）を実現できる．また，燃焼速度が速く高速運転が可能なため，比出力も高い．