化油器式发动机的工作过程主要包括以下几个方面。
（1）吸气冲程：活塞由上止点下行，进气阀打开，由于在汽缸中形成了一定的真空，因此过滤后的空气被吸入；在空气流动的途中经过一个叫做喉管的狭窄通道，在喉管处流速增加，压力下降，从而形成一定的真空，使处于大气压力下的燃料从喷嘴喷出，被高速空气流击碎，而被雾化成小的汽油液滴；在混合室里一边流动一边汽化，形成油气和空气的可燃气进入气缸；如果汽油的气化性能差，则会形成较大的液滴，沉积在进气管壁上形成油膜，沿管壁流入汽缸，最后形成沉积物。进气终了时，进气阀关闭，活塞到达下止点。
（2）压缩冲程：活塞由下止点上行，压缩混合气，使混合气的温度和压力升高，所含油雾全部汽化，一般在压缩结束时温度可达300～500℃，压力0．6～1．2MPa。
（3）膨胀冲程：在压缩过程结束稍前时刻（约为曲轴回转角到达上止点前25＆deg；～35＆deg；）由火花塞点火，混合气开始燃烧，燃烧火焰速度约20～50m/s，约在0．002～0．01s内燃内燃烧完毕，最高燃烧温度达2000～2500℃，压力为2．5～4．0MPa。燃烧开始后的瞬间就开始了膨胀过程，此时高温高压气体推动活塞下行，带动连杆使曲轴对外做功。当活塞达到下止点时，膨胀过程结束。
（4）排气冲程：膨胀过程结束后，排气阀打开，开始排气过程，同时活塞被带动上行，将废气排出气缸。然后开始一个新的循环过程。