Startend met een lege cilinder met de zuiger in de bovenste positie zijn de vier slagen:

inlaatslag: een inlaatklep gaat open en de zuiger gaat naar beneden, brandbaar gasmengsel vult de cilinder;
compressieslag: de klep gaat dicht en de zuiger gaat weer naar boven;
arbeidsslag: een vonk (bij benzinemotoren) of de warmte van de compressie (bij dieselmotoren) ontsteekt het mengsel en de zuiger wordt door de explosie met kracht naar beneden geduwd;
uitlaatslag: een uitlaatklep gaat open, en de zuiger gaat naar boven en drukt het afgewerkte gasmengsel uit de cilinder.
Deze kringloop is energetisch een efficiënt proces omdat de verbranding van het mengsel vrijwel volledig is, maar omdat de zuiger twee maal op en neer gaat zijn de wrijvingsverliezen groter en zijn viertaktmotoren zwaarder dan tweetaktmotoren van vergelijkbaar vermogen. Ook zijn ze technisch ingewikkelder om te maken. Het verbruik is echter lager en de uitlaatgassen zijn weer schoner. Het geluid van een viertaktmotor kan makkelijker gedempt worden dan bij tweetaktmotoren, die bij toenemende demping sterk aan efficiëntie verliezen (resonantie in de uitlaat is een belangrijk element bij hun werking).