汽缸頭和活塞頂平面之間的空間部分叫燃燒室，在引擎運轉時，進排汽門時而開啟、時而關閉，與此同時，活塞不斷地上下運動，所以燃燒室的形狀也是不斷變化著，但一般所指的燃燒室有其特定概念，即在活塞上止點時，汽缸頭和活塞頂平面之間的空間部分叫燃燒室。
汽缸頭上凹三角的空間就是燃燒室，其上還看得到進排汽門，汽油就是在此空間裡進行燃燒與爆炸的，為了使燃燒能夠完全，火星塞安裝的位置通常在中央點。
為了提高發動機的性能，設計燃燒室時，最主要的課題就是增加引擎的進氣量，讓空氣與汽油能充分的混合，使混合氣在點燃瞬間能全部迅速地燃燒完全，要達到此目的，燃燒室的形狀有著十分重大的影響。此外，燃燒室的空間大小，也影響著引擎的壓縮比，燃燒室愈小，壓縮比愈大，反之則壓縮比愈小，為獲得較高的燃爆壓力，而縮小燃燒室，提高壓縮比的辦法不見得是好事，因為伴隨而來的是爆震與較高的燃燒溫度，相對引擎內部零件就須使用強度更好的材質，會增加成本。
採用缸內直噴系統的燃燒室上，除了需安裝火星塞外，還要保留噴油嘴的位置，而噴油嘴的固定位置就不局限於頂部中央區域，但如果採用側面噴油的話，活塞頂部就要有特殊的渦流設計，如此採能使油氣充分混合，燃燒才能完全。
理想的燃燒室形狀應符合以下各項基本要求：
1.火星塞點火後，為使混合氣儘可能快地全部燃燒完了，首先應使火焰傳播距離儘可能相等，因此火星塞佈置的位置應該在燃燒室中間。
2.應儘可能地減少燃燒室內的凸凹形狀，因為這些形狀影響火焰的順利傳播，為此盡可能使用平頂活塞。
3.應使燃燒產生的劇烈爆炸推力，全都轉化為推動活塞下行的力，為此必須減小燃燒室的熱損失，也就是燃燒室應具有合適的容積比，降低燃燒室的容積比可以減少燃燒室的熱損失，因此應儘可能採用淺蓬型燃燒室，同時適當地減小進排汽門之間的角度。
4. 燃燒室需提高進排氣的換氣效率，同時促使進氣產生渦流與活塞擠氣效應，為此燃燒室應保留適當的擠氣面積，並使用多汽門設計。
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