У кривошипно-шатунного механізму поршень виконує кілька функцій, серед яких сприйняття тиску газів і передача зусиль на шатун, герметизація камери згоряння і відведення від неї тепла. Поршень є найбільш характерною деталлю двигуна внутрішнього згоряння. тому саме з його допомогою реалізується термодинамічний процес двигуна.
Умови, в яких працює поршень, екстремальні і характеризуються високим тиском, температурою і інерційними навантаженнями. Тому поршні на сучасних двигунах виготовляються з легкого, міцного і термостійкого матеріалу - алюмінієвого сплаву, рідше зі сталі. Поршні виготовляються двома способами - литтям під тиском або штампуванням, т.зв. ковані поршні.
Поршень цілісний конструктивний елемент, який умовно поділяють на головку (в деяких джерелах її називають днище) і спідницю. Форма і конструкція поршня в значній мірі визначаються типом двигуна, формою камери згоряння і процесом згоряння, що протікає в ній. Поршень двигуна внутрішнього згоряння має плоску або близьку до плоскої поверхні головки. У ній можуть бути виконані канавки для повного відкриття клапанів. Поршні двигунів з безпосереднім уприскуванням палива мають більш складну форму. У голівці поршня дизельного двигуна виконується камера згоряння певної форми, яка забезпечує хороше завихрення і покращує сумішоутворення.
Нижче головки поршня виконуються канавки для установки поршневих кілець. Спідниця поршня має конусоподібну або криволінійну (бочкообразную) форму. Така форма спідниці компенсує температурне розширення поршня при нагріванні. При досягненні робочої температури двигуна поршень приймає циліндричну форму. Для зниження втрат на тертя на бічну поверхню поршня наноситься шар антифрикційного матеріалу (дисульфід молібдену, графіт). У спідниці поршня виконані отвори з приливами (бобишки) для кріплення поршневого пальця.
Охолодження поршня здійснюється з боку внутрішньої поверхні різними способами:
- масляний туман в циліндрі;
- розбризкування масла через отвір в шатуне;
- розбризкування масла спеціальної форсункою;
- впорскування масла в спеціальний кільцевий канал в зоні кілець;
- циркуляція масла по трубчастого змійовика в голівці поршня.
Поршневі кільця утворюють щільне з'єднання поршня зі стінками циліндра. Вони виготовляються з модифікованого чавуну. Поршневі кільця основне джерело тертя в двигуні внутрішнього згоряння. Втрати на тертя в кільцях досягають до 25% всіх механічних втрат в двигуні.
Число і розташування кілець залежить від типу і призначення двигуна. Найпоширеніша схема - два компресійних і одне маслос'емних кільце. Компресійні кільця перешкоджають прориву газів з камери згоряння в картер двигуна. Перше компресійне кільце працює в найбільш важких умовах. Тому на порушених дизельних і ряду форсованих бензинових двигунів в канавці кільця встановлюється сталева вставка, що підвищує міцність і дозволяє реалізувати максимальну ступінь стиснення. Компресійні кільця можуть мати трапецієподібну, бочкообразную, конічної форми, деякі виконуються з порізом (вирізом).
Маслос'емноє кільце видаляє надлишки масла з поверхні циліндра і перешкоджає попаданню масла в камеру згоряння. Кільце має безліч дренажних отворів. Деякі конструкції кілець мають пружинний розширювач.
З'єднання поршня з шатуном здійснюється за допомогою поршневого пальця, який має трубчасту форму і виготовляється зі сталі. Є кілька спосіб установки поршневого пальця. Найпопулярніший т.зв. плаваючий палець. який має можливість провертатися в бобишках і поршневий головцішатуна під час роботи. Для запобігання зсуву пальця він фіксується стопорними кільцями. Значно рідше застосовується жорстке закріплення кінців пальця в поршні або жорстке закріплення пальця в поршневий головцішатуна.
Поршень, поршневі кільця і поршневий палець носять усталене назва поршнева група.