Dependiendo del tipo del motor, normalmente se utilizan diferentes tipos de mecanismos de accionamiento de válvulas,: balancines o accionamiento directo. La versión con balancines y empujadores es normal en motores con árbol de levas en el motor. La gran cantidad de piezas móviles hace inadecuada esta versión para regímenes de motor altos. Un árbol de levas en la tapa de cilindros con accionamiento directo posee menos piezas móviles y es por ello más resistente a regímenes de motor altos. Además, este tipo de construcción ocupa poco espacio.

3. Cilindros

El cilindro forma la cámara de combustión juntamente con el espacio de compresión en la culata y la cabeza del pistón. La función del cilindro es guiar al pistón y disipar el calor excedente originado en la combustión. Se utilizan cilindros de diferentes tipos de construcción. Existen, bloques monocilindro(1) y bloques de varios cilindros (2). Se distingue, además, entre cilindros refrigerados por aire y cilindros refrigerados por agua. En el sector de fabricación de automóviles se prefiere casi sin excepción la refrigeración por agua. El  motor se fabrica mediante un procedimiento de colado de fundición gris o de aleaciones ligeras. La superficie de deslizamiento para los pistones, es decir, el diámetro interior del cilindro, puede ser mecanizado directamente en el material del motor. Otra posibilidad es encajar camisas en los cilindros. Se establece una diferencia entre cilindros de camisa húmeda y de camisa seca. En el  motor de aleación ligera se montan siempre camisas, ya que las aleaciones ligeras no poseen suficiente dureza.

4. Pistones

Es un embolo cilíndrico que sube y baja deslizándose por el interior de un cilindro del motor.
Son generalmente de aluminio, cada uno tiene por lo general de dos a cuatro segmentos.
El segmento superior es el de compresión, diseñado para evitar fugas de gases.
El segmento inferior es el de engrase y esta diseñado para limpiar las paredes del cilindro de aceite cuando el pistón realiza su carrera descendente.
Cualquier otro segmento puede ser de compresión o de engrase, dependiendo del diseño del fabricante.
Llevan en su centro un bulón que sirve de unión entre el pistón y la biela.

5. Turbocompresor accionado por los gases de escape

Los turbocompresores accionados por los gases de escape utilizan la energía del flujo de los gases de escape. Los gases de escape que salen del cilindro accionan una turbina que está conectada mediante un eje a la rueda del compresor. Esta está ubicada en el colector de admisión. La eficiencia del turbocompresor depende directamente del régimen del motor. A bajas vueltas la producción de gases de escape y, por lo tanto, la velocidad de giro de la turbina de compresión y la presión del aire de admisión es baja. Si la presión de estos aumenta demasiado a medida que se incrementa el régimen del motor, se evita que la presión continúe aumentando mediante una válvula de corte.
El flujo de gases con esta válvula se divide y el excedente se conduce hasta la salida del compresor evitando su flujo por la turbina.

Los motores Diésel de aspiración atmosférica funcionan con un nivel de alimentación del cilindro del orden de un 60%, mientras que los asistidos por un turbocompresor llegan a un 90%. Este aumento de la alimentación del cilindro permite inyectar una cantidad mayor de combustible y aumentar así la potencia por litro. Los motores Diésel con turbocompresor tienen, además, un control, en función de la sobrepresión generada, de la cantidad de combustible inyectado y del avance de inyección.

Cuando el aire es comprimido en el turbocompresor aumenta, además de su presión, la temperatura del mismo. Como esto le hace perder densidad, lo que obligaría si fuera usado en estas condiciones a inyectar menos combustible y generar menos potencia, se emplea un intercambiador de calor para bajar su temperatura y emplearlo con mayor densidad.

6. Bomba de vacío

Como el motor Diésel es básicamente incapaz de producir un vacío suficiente, precisa de una bomba de vacío adicional. Esta crea la depresión adecuada para el funcionamiento del servofreno y los actuadores controlados por vacío ej: válvula EGR. Dependiendo del motor puede estar montada en la tapa de cilindros o en el motor, siendo accionada por una por una leva o por engranajes.

7. Bujías de incandescencia

La asistencia para el arranque en frío que se emplea con más frecuencia en los motores con cámara de precombustión y cámara de turbulencia es el precalentamiento por medio de bujías de incandescencia. En este caso, las bujías de incandescencia se proyectan en la cámara de pre-combustión o cámara de turbulencia, calientan el aire de admisión y hacen que el combustible inyectado se vaporice e inflame. Las características de calentamiento se mejoran también mediante los sistemas de postcalentamiento que funcionan de acuerdo con la temperatura.

En ellos la bujía de incandescencia calienta la cámara de combustión de acuerdo con la temperatura del motor. La duración del calentamiento es variable y se indica cuándo está listo el motor para arrancar mediante un testigo en el cuadro de instrumentos. Para garantizar una marcha satisfactoria del motor en frío, el calentamiento continúa una vez arrancado el motor.

La bujía de incandescencia, consta de un tubo que se calienta internamente en la punta mediante una espiral de calentamiento. Antes de la espiral de calentamiento hay otra de control que aumenta su resistencia eléctrica a medida que se calienta. Por lo tanto cuando se conecta fluye una corriente alta que luego desciende a medida que aumenta la temperatura, manteniendo así uniformemente unos 1000°C. La espiral de control está fabricada de una aleación especial. Cuando se montan bujías de incandescencia, es imprescindible apretarlas al par especificado ya que de otra forma se reduce la holgura anular entre el tubo calentador y la rosca. Los sistemas de precalentamiento modernos están diseñados de forma que las bujías alcancen su temperatura de servicio tras 5 segundos aproximadamente, dependiendo de la temperatura ambiente.