Mesin bensin 4 tak bekerja dengan empat langkah yaitu hisap, kompresi, usaha, dan buang. Pada langkah hisap, campuran udara dan bahan bakar masuk ke ruang silinder. Langkah kompresi meningkatkan tekanan dan suhu ruang bakar. Pembakaran terjadi pada langkah usaha yang mendorong piston. Langkah buang mengeluarkan gas buang.

1. Cara kerja mesin bensin 4 tak beserta gambar.
Prinsip mesin 4 tak berbeda dengan prinsip mesin 2 tak sehingga cara kerja mesin
bensin 4 tak juga berbeda. Satu siklus pada mesin bensin 4 tak, memerlukan dua
putaran engkol. Artinya mesin 4 tak memiliki efisiensi lebih baik. Namun perlu sistem
tambahan untuk mendukung siklus mesin berlanjut.
1. Langkah hisap
Saat piston bergerak dari TDC ke BDC, menyebabkan volume pada ruang silinder
membesar sehingga menimbulkan kevakuman. Katup intake akan terbuka dan katup
exhaust tertutup. Sehingga campuran udara dan bahan bakar masuk ke ruang
silinder melalui katup intake.
2. Langkah kompresi
Saat piston berada pada BDC, volume silinder sudah dipenuhi oleh campuran udara
dan bensin. Katup intake akan tertutup dan katup exhaust masih tertutup. Sehingga
saat piston bergerak ke TDC, akan terjadi pengecilan volume pada ruang silinder.
Akibatnya campuran udara dan bensin di ruang silinder akan terkompresi yang
menyebabkan temperatur dan tekanan meningkat.
3. Langkah usaha

2. Setelah gas didalam ruang bakar mencapai kondisi bertekanan dan panas, artinya
tinggal dipicu oleh satu percikan kecil untuk membakarnya. Busi berperan untuk
menghasilkan percikan api dari energi listrik. Daya yang dihasilkan oleh pembakaran
ini menyebabkan ekspansi. Akibatnya piston akan terdorong ke BDC dan hasil
pembakaran tersebut digunakan untuk melanjutkan siklus mesin 4 tak.
4. Langkah buang
Langkah terakhir dalam siklus mesin 4 tak adalah langkah buang. Fase ini terjadi
setelah pembakaran saat piston mencapai BDC. Piston akan bergerak ke TDC dan
katup exhaust terbuka. Hasilnya, gas sisa pembakaran akan terdorong keluar
karena dorongan piston.
Langkah kesatu
Piston bergerak dari TMA ke TMB, posisi katup masuk terbuka dan katup keluar tertutup,
mengakibatkan udara (mesin diesel) atau gas (sebagian besar mesin bensin) terhisap masuk
ke dalam ruang bakar. Proses udara atau gas sebelum masuk ke ruang bakar, dapat dilihat
pada sistem pemasukan.
Langkah kedua

3. Piston bergerak dari TMB ke TMA, posisi katup masuk dan keluar tertutup, mengakibatkan
udara atau gas dalam ruang bakar terkompresi. Beberapa saat sebelum piston sampai pada
posisi TMA, waktu penyalaan (timing ignition) terjadi, pada mesin bensin berupa nyala busi
sedangkan pada mesin diesel berupa semprotan (suntikan) bahan bakar.
Langkah ketiga
Gas yang terbakar dalam ruang bakar akan meningkatkan tekanan dalam ruang bakar,
mengakibatkan piston terdorong dari TMA ke TMB. Langkah ini adalah proses langkah yang
menghasilkan tenaga.
Langkah keempat
Piston bergerak dari TMB ke TMA, posisi katup masuk tertutup dan katup keluar terbuka,
mengakibatkan gas hasil pembakaran terdorong keluar menuju saluran pembuangan. Proses
selanjutnya di saluran pembuangan dapat dilihat pada sistem pembuangan.