曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构。其功能是将活塞的往返运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。曲柄连杆机构由活塞连杆组、曲轴飞轮组的零件组成。
1. 活塞连杆组
活塞的主要功用是承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。此外活塞顶部与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室。
活塞环分气环和油环两种。气环的主要功用是密封和传热。油环的主要功用是刮除飞溅到汽缸壁上多余的机油，并在汽缸壁上涂布一层均匀的油膜。
连杆组包括连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等零件。习惯上常常把连杆体、连杆盖和连杆螺栓合起来称作连杆，有时也称连杆体为连杆。
连杆组的功用是将活塞承受的力传给曲轴，并将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。
2. 曲轴飞轮组
曲轴的功用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置。
曲轴基本上由若干个单元曲拐构成。一个曲柄销，左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成一个单元曲拐。单缸发动机的曲轴只有一个曲拐，多缸直列式发动机曲轴的曲拐数与汽缸数相同，V型发动机曲轴的曲拐数等于汽缸数的一半。将若干个单元曲拐按照一定的相位连接起来再加上曲轴前、后端便构成一根曲轴。
多缸发动机具有两个平衡轴用以补偿惯性力。这两个轴安装在曲轴箱中。上平衡轴由曲轴通过齿形带驱动。上平衡轴末端的一个齿轮驱动下平衡轴。平衡轴固定在曲轴箱离合器侧的两个定位孔中。
3. 发动机工作顺序与曲轴曲拐布置
四冲程直列四缸发动机发火间隔角为720°/4=180°。四个曲拐在同一平面内。发动机工作顺序为1-3-4-2或1-2-4-3。
V型6缸发动机，面对发动机冷却风扇，右侧气缸用R表示，从前向后气缸号依次为R1、R2、R3；左侧气缸用L表示，从前至后气缸号依次为L1、L2、L3。V型6缸发动机的发火间隔角仍然为120度，三个曲拐互成120°，工作顺序为R1-L3-R3-L2-R2-L1。
V型8缸发动机发火间隔角为720°/8=90°。4个曲拐互成90°。工作顺序基本上有两种：R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2和L1-R4-L4-L2-R3-R2-L3-R1。
W型发动机糅合了两个VR型气缸组,单个气缸内气缸之间的夹角为15°,两个VR型气缸之间的夹角为72°。每侧的一个连杆与另一侧位置对应的连杆安装于同一个曲轴轴颈上，其工作顺序为：L1-R6-L5-R2-L3-R4-L6-R1-L2-R5-L4-R3 。
