顾名思义，是所有气缸排成一列进行上下的往复运动，一般6缸以下的发动机多采用这种方式，它的特点是工艺简单，制造成本低便于维修。是经济型轿车的首选，但是发动机运转时的震动较大。

所有气缸分成两排，相当于两个直列气缸发动机以一定的角度连接起来，是比较理想的发动机形式，特点是运转平稳，震动及噪音都要小于直列发动机。而两列气缸之间的角度的大小对发动机的平顺性影响比较大，90°是最理想的，但是由于厂家对于发动机有其他方面的考虑，也会有60°、110°等多种形式，一般角度越小，发动机的宽度越小，方便于在狭小的机舱内安置，但同时高度要相应的增加。而角度增大的话发动机的重心高度比较低，有利于车身在弯道中的稳定性。V型发动机的构造相对复杂，制造成本及维修费用都比较高，多应用于中高档汽车。

两列气缸以水平方式对向连接，所有活塞都做水平的往复运动，特点是发动机的平衡性比较好，而且重心相对比较低，有利于汽车的稳定性。比如斯巴鲁参加世界拉力锦标赛的赛车以及著名的保时捷跑车都是采用水平对置发动机。但是因为所有气缸都是水平放置的，上半部分的润滑就成了一个难题，相对于其它形式的发动机来说需要有更加复杂精密的润滑系统，无形之中就提高了制造成本。

W型发动机是大众公司首创的，但是它并不是四排气缸以W型排列的，而是通过复杂的空间结构将两台夹角很小的V型发动机的四列气缸连接在同一个曲轴上。这样可以大大缩小发动机的体积，比如大众的12缸W型发动机的体积仅仅相当于一般V8或者体积稍微大一点的V6发动机，同时运转十分宁静平稳。但是W型发动机构造的复杂程度另人乍舌，极高的制造成本使它只能用在一些大型豪华轿车上，比如大众的辉腾6.0以及旗下奥迪品牌的旗舰A8L6.0都是用的W12发动机。