Ventilen som tillåter blandning in i cylindern är inloppsventilen; den genom vilken de förbrukade gaserna kommer ut är avgasventilen. De är utformade för att öppna och stänga vid exakta ögonblick, så att motorn kan gå effektivt i alla hastigheter.
Operationen styrs av päronformade lober, så kallade kammar, på en roterande axel, kamaxeln, som drivs av en kedja, en rem eller en uppsättning kugghjul från vevaxeln.
Där kamaxeln är monterad i motorblocket sitter små metallcylindrar i kanaler ovanför varje kam, och från ventillyftarna sträcker sig metallstötstången upp i cylinderhuvudet. Den övre delen av varje stötstång möter en vipparm som ligger an mot skaftet på en ventil, som hålls i ett upphöjt (stängt) läge av en stark spiralfjäder som ventilfjädern.
När tryckstången reser sig på kammen svänger den vipparmen, som trycker ned ventilen (öppen) mot trycket från dess fjäder. När kamloben roterar ytterligare, verkar ventilfjädern för att stänga ventilen. Detta kallas ett overhead-ventilsystem (OHV).
Vissa motorer har inga stötstänger; ventilerna manövreras mer direkt av enkla eller dubbla kamaxlar i själva cylinderhuvudet och överliggande kamsystem.
Eftersom det finns färre rörliga delar mellan kamaxeln och ventilen, är metoden med overhead-cam (OHC) effektivare och producerar mer kraft för en given motorkapacitet än en motor med stötstänger, eftersom den kan arbeta med högre hastigheter. Med båda systemen måste det finnas ett visst fritt spel i manöverdonet, så att ventilen fortfarande kan stänga helt när delar har expanderat genom värme.
Ett förinställt öppningsavstånd mellan ventilspindeln och vipparmen eller kammen är viktigt för att möjliggöra expansion. Avståndet till ventillyftaren varierar mycket på olika bilar, och felaktig justering kan få allvarliga effekter.
Om gapet är för stort öppnar ventilerna sent och stänger tidigt, vilket minskar effekten och ökar motorljudet.
För litet spel förhindrar ventilerna från att stänga ordentligt, med åtföljande förlust av kompression.
Vissa motorer har självjusterande ventillyftar, som drivs hydrauliskt av motorns oljetryck.
Det överliggande ventilsystemet (OHV), som drivs av stötstänger, har vevaxeln intill och parallell med vevaxeln i cylinderblocket.
När vevaxeln roterar öppnas varje ventil med hjälp av en ventillyftare, stötstång och vipparm. Ventilen stängs av fjädertryck.
Kamaxelns drivkedjedrev har dubbelt så många tänder som vevaxelns drev, så att kamaxeln roterar med halva motorvarvtalet.
En motor med overhead-cam (OHC) behöver färre delar för att driva ventilerna. Kammarna verkar direkt på skovlyftar eller på korta spakar - så kallade fingrar - som i sin tur verkar direkt på ventilstammarna.
Systemet slipper den extra vikten och den mekaniska komplexiteten hos stötstänger och vipparmar.
En lång kedja används ofta för att driva kamaxeln från ett kedjehjul på vevaxeln, men en så lång kedja tenderar att "vispa". Problemet övervinns i vissa konstruktioner genom att montera mellanliggande kedjehjul och två kortare drivkedjor som hålls under spänning.
