发动机的配气机构，其核心作用在于根据气缸的工作顺序和流程，精确地控制气门的启闭时机。它负责在适当的时候通过进气门吸入新鲜空气（汽油机吸入的是可燃混合气），并在适当的时候通过排气门排出燃烧后的废气，从而完成气缸的换气过程。同时，在进气门和排气门关闭时，配气机构确保气缸的严密性，以实现气体的有效压缩和压力的提升。
对于柴油机而言，配气机构提供燃烧所需的氧气，并排出废气，这一系列动作类似于人体的呼吸过程。
配气机构，根据气门和凸轮轴的安装位置差异，可分为顶置式和侧置式两种。顶置式配气机构的特点是气门位于气缸盖上，由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等部件组成。这种结构进气阻力小，燃烧室设计紧凑，气流搅动能力强，能实现高压缩比，因此广泛应用于汽车和拖拉机发动机中。
在顶置式配气机构中，凸轮轴的安装位置又有侧置和顶置之分。其中，“顶置凸轮轴”直接将凸轮轴安装在气缸盖上，简化了结构，减轻了发动机重量，提高了传动效率，并降低了工作噪音，因此被广泛应用于轿车发动机中。
而侧置式配气机构因压缩比受限逐渐被淘汰。其凸轮轴位于气缸体侧面，由凸轮轴、挺柱、气门和气门弹簧等部件构成。尽管这种结构省去了推杆和摇臂等部件，但由于进气门和排气门都位于气缸的一侧，导致压缩比受限，进排气阻力增大，发动机动力性下降，因此逐渐被市场淘汰。不过，农机人员熟悉的495型柴油机便采用了这种凸轮轴侧置、气门顶置的发动机设计。
配气机构的工作原理，可以这样理解：气门的开启角度和时间直接影响气缸的排量，就如同电影院验票口的开启角度和时间决定人流量。门开得越大、时间越长，进出的人流量就越多；反之，则越少。在发动机的配气机构中，气门的升程相当于电影院的门开启角度，而配气正时则决定了门何时开启以及开启多久。这样一来，角度乘以时间所形成的空间容积，就决定了气缸的排量。
在发动机内部，气门的升程是由凸轮轴上的凸轮高度来控制的，而气门开闭的时刻则依赖于凸轮在凸轮轴上的具体位置。传统的固定模式难以适应不同工况。
配气机构的顺畅运行离不开驱动力的传递。在发动机内部，气门是由曲轴经过一系列的机械传动来驱动的，这个过程涉及正时带、凸轮轴、挺柱及其导管、推杆、摇臂和摇臂轴等多个零部件的协同工作。气门由曲轴通过机械传动驱动，这一过程涉及多个部件的联动，以确保精确的开闭动作。
具体驱动流程如下：曲轴转动时，会带动曲轴正时带轮旋转，进而通过正时带将动力传递给凸轮轴带轮，使凸轮轴开始旋转。随后，凸轮轴上的凸轮会通过挺柱、推杆和摇臂等部件的联动作用，推动气门上下运动。当气门需要关闭时，则主要依靠气门弹簧的弹力来完成这一动作，此时凸轮轴的凸轮并不直接压迫挺柱。
“配气相位图展示进气门和排气门的开闭过程”，它通常通过曲轴转角的环形图来进行直观展示。这种图形是深入研究配气机构工作原理的重要工具。
在配气相位图中，我们可以观察到进气门和排气门均经历了一个提前开启和延迟关闭的过程。利用气流惯性提高充气效率，这样的设计旨在利用气流的惯性，使进气门在适当的时候开启和关闭，从而吸入更多的新鲜空气，提升充气效率，进而增强发动机的输出功率。
同时，排气门的设计也考虑到了废气流惯性，以确保废气能够更彻底地排出。虽然进气门和排气门存在一个短暂的重叠开启时刻，但在配气相位调整得当的情况下，新鲜空气与废气是不会相互混杂的，因为此时气门的开度较小，且进排气流均具有一定的惯性。