曲軸是整個引擎中唯一的動力輸出軸，所謂的「引擎轉速」也就是曲軸的轉速，所以曲軸可算是引擎中最主要的零件之一。曲軸之所以稱為「曲軸」，就是因為它不是一支從頭到尾直通的軸，為了提供力臂讓活塞的上下直線運動轉為旋轉運動，曲軸必須根據活塞的數目設計成一支曲折的軸。曲軸之曲折處 (其偏心部分) 與活塞連桿大端連接，稱為曲柄臂；而曲軸主軸承則在曲軸之旋轉中心軸處支撐曲軸。曲軸於各個曲柄臂旁都有類似半圓形狀的曲軸配重，使得偏心運轉的曲柄臂之質量中心能落於旋轉中心 (圓心) 上，以消除偏心運轉所帶來之震動。
曲軸由於要承受活塞因爆炸所產生之強大力量，其材質必須相當堅固且耐久，所以曲軸通常都是鍛造成型，其主軸承處內也襄入耐磨且精密的軸承片 (波司)。整個曲軸及主軸承處有許多供機油流入之油孔，好使機油能在整個曲軸上發揮潤滑與冷卻的功用。
曲軸之曲柄半徑大小決定活塞在汽缸內上下運動的行程 (衝程)，曲柄半徑越大者活塞衝程越長。所以同一家車場所生產之不同排氣量的同一系列引擎，只要引擎排氣量差別不大，在不更動引擎大部分設計以節省成本的前提下，多會採用不同曲柄半徑之曲軸來改變排氣量，所以只是活塞衝程改變而導致排氣量不同，而不是有些人說的「擴缸」，「擴缸」是指將器缸的缸徑加大，因為缸徑加大要更動的零件遠較衝程加大者多出許多。
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