氣門結構的工作原理其實并不復雜。

曲軸轉動時，會帶動活塞在氣缸內上下往復運動，同時通過鏈條或皮帶帶動凸輪軸。然后，凸輪軸的法蘭會壓住氣門，從而控制氣門的開啟和關閉。

氣門的作用就是專門負責向發動機內輸入空氣并排出燃燒后的廢氣。進氣門負責將空氣吸入發動機內與燃料混合燃燒，排氣門則負責將燃燒后的廢氣排出并散熱。

氣門主要分為氣門頭、氣門座和氣門桿三部分。氣門頭是氣門的整個下部區域，帶有氣門面和內圓角，要承受燃燒壓力產生的作用力，所以設計氣門面高時會考慮到這一情況。氣門座與氣門座圈共同構成一個功能單元。氣門桿用于氣門在氣門導管內導向，為避免磨損，氣門桿采用鍍鉻表面，若氣門桿端部有用于氣門自由轉動的凹槽，與氣門鎖夾接觸的區域得進行淬火處理。

氣門還分為單一金屬氣門、雙金屬氣門和空心氣門。不管氣門是用一種材料還是多種材料制成，也不管是空心還是實心，結構基本是一樣的。空心氣門一般用在排氣門側，其該區域采用空腔結構，氣門桿空腔容積約 60% 的部分填充有可自由移動的金屬鈉，鈉在 97.5℃時熔化，能根據發動機轉速在氣門空腔內產生相應振動，把內圓角和氣門頭處產生的部分熱量通過液態鈉傳至氣門導管并進入冷卻循環回路，大幅降低氣門溫度。

為了提高進排氣效率，現在很多汽車采用多氣門技術，常見的是每個氣缸布置 4 個氣門，4 氣缸一共有 16 個氣門。這種多氣門結構能形成緊湊型燃燒室，噴油器布置在中央，讓油氣混合氣燃燒更迅速、更均勻，各氣門的重量和開度適當減小，使氣門開啟或閉合的速度更快。