Автотракторный двигатель относится к так называемым тепловым машинам. В этих машинах подготовленное топливо вводится непосредственно в рабочие, цилиндры и там сжигается. Выделяющееся при этом тепло преобразуется в механическую работу. Машина такого устройства называется двигателем внутреннего сгорания. Оценка качества тепловых процессов в целом для двигателей внутреннего сгорания производится отношением количества тепла, перешедшего в механическую работу, ко всему введенному теплу.

Механическая работа, отдаваемая двигателем, расходуется на преодоление сопротивлений движению трактора. К этим сопротивлениям относятся: трение в трансмиссии и гусеницах, сопротивление качения колес или перекатывания гусениц, сопротивление воздушной среды и сопротивление подъема, разгона и поворота гусеничной машины. Кроме того, мощность двигателя расходуется на прицепные устройства и производство отдельных работ.

В процессе движения поршня объем цилиндра над ним непрерывно изменяется в пределах от минимального (при верхнем положении поршня) до максимального полного (при нижнем положении); разница между ними равна объему, описываемому поршнем (рабочему объему).

Для воспламенения рабочей смеси (топлива с воздухом) в головке цилиндра устанавливается электрическая свеча, между электродами которой в нужный момент проскакивает электрическая искра.