直列四缸發動機是四缸活塞發動機，其中汽缸被布置成沿著共同的曲軸上的線。

絕大多數汽車四缸發動機的使用的直四布局：第13-16（用的例外平四個發動機由昴和保時捷制造）和布局也很常見在摩托車和其他機械中。因此，術語“四缸發動機”通常是直列四缸發動機的同義詞。大多數示例使用液體冷卻劑來管理熱量積聚，同時也制造風冷示例。

2005年至2008年間，四缸發動機在美國銷售的新車比例從30%上升到47%。到2019車型年，輕型車的份額已經上升到57%。

四沖程直列四缸發動機總是在其做功沖程上有一個氣缸，這與氣缸較少的發動機不同，在某些時候不會發生做功沖程。與V4發動機或四缸發動機相比，直四發動機只有一個氣缸蓋，降低了復雜性和生產成本。

當直列四缸發動機以傾斜角度安裝時（而不是垂直方向的氣缸），它有時被稱為斜四缸。

現代量產汽車中使用的汽油直列四缸發動機的排量通常為1.3-2.5升（79-153立方英寸），但過去曾使用過更大的發動機，例如1927-1931年的賓利4?升。

柴油發動機已生產大排量，例如3.2升渦輪增壓三菱發動機（使用帕杰羅/幕府將軍/蒙特羅SUV）和3.0升豐田發動機。歐洲和亞洲的卡車總重量介于7.5至18噸之間，通常使用排量約為5升的直列四缸柴油發動機。在機車、船用和固定式發動機中發現了更大的排量。

排量也可以非常小，如在日本銷售的kei汽車中發現的那樣。當法規規定xxx排量為550cc時，其中一些發動機有四個氣缸；xxx尺寸目前為660cc。

具有首選曲軸配置的直四發動機具有完美的初級平衡。：第。12這是因為活塞成對移動，一對活塞總是在向上移動的同時另一對向下移動。

然而，直列四缸發動機有一個次要的不平衡。這是由于在曲軸旋轉上半部分時活塞的加速/減速大于曲軸旋轉下半部分時活塞的加速/減速（因為連桿不是無限長的）。結果，兩個活塞總是在一個方向上加速得更快，而另外兩個在另一個方向上加速得更慢，這會導致二次動不平衡，從而在兩倍曲軸速度下引起上下振動。這種不平衡在所有活塞發動機中都很常見，但對直列四缸發動機的影響尤其強烈，因為兩個活塞總是一起運動。

這種不平衡的強度由往復質量、連桿長度與行程之比以及活塞峰值速度決定。因此，輕活塞的小排量發動機效果不大，而賽車發動機使用長連桿。然而，這種影響隨著發動機轉速(rpm)呈指數增長。

具有五個或更多氣缸的四沖程發動機能夠在任何給定時間點至少有一個氣缸執行其動力沖程。然而，四缸發動機在動力傳遞方面存在差距，因為每個氣缸在下一個活塞開始新的動力沖程之前完成其動力沖程。與超過四個氣缸的發動機相比，這種脈動的動力傳遞會導致更多的振動。

甲平衡軸系統有時被用來降低由直線四缸發動機產生的振動，通常在發動機具有較大位移。平衡軸系統于1911年發明，由兩根帶有相同偏心配重的軸組成，偏心配重以曲軸速度的兩倍向相反方向旋轉。:pp.42–44該系統在1970年代由三菱汽車公司獲得專利，此后已被其他幾家公司在許可下使用。

然而，并非所有大排量直列四缸發動機都使用平衡軸。沒有平衡軸的較大型發動機的例子包括2.4升雪鐵龍DS發動機、2.6升Austin-Healey100發動機、3.3升福特A型（1927年）發動機和2.5升GMIronDuke發動機。從1950年代到1990年代，排量高達2.9升的蘇聯/俄羅斯GAZ伏爾加和UAZ發動機在沒有平衡軸的情況下生產，但這些是相對低轉速的發動機，減少了對平衡軸系統的需求。

汽車中使用的大多數現代直列四缸發動機的排量為1.5-2.5升（92-153立方英寸）。最小的汽車直列四缸發動機用于1963-1967年的本田T360kei卡車，排量為356cc（21.7立方英寸），而xxx的量產直列四缸發動機是1999-2019年的三菱4M41柴油發動機用于三菱帕杰羅的發動機，排量為3.2升（195立方英寸）。

重要的直列四缸發動機包括：

• 1954–1994阿爾法羅密歐雙凸輪發動機：首批量產的雙凸輪發動機之一。1990年，它成為xxx臺具有可變氣門正時的量產發動機。
• 1908-1941福特T型發動機：世界上生產最廣泛的發動機之一。
• 1951–2000BMCA系列發動機：xxx款用于量產橫向發動機前輪驅動汽車的發動機。
• 1966–2000FiatTwinCam發動機：最早量產的雙凸輪發動機之一，從1959年開始生產。
• 1968-1981TriumphSlant-4發動機：早期的多氣門發動機，構成了薩博xxx款渦輪增壓發動機的基礎。
• 2000-2009本田F20C發動機：為當時的自然吸氣發動機提供最高的比輸出。

許多早期的賽車使用直列四缸發動機，但贏得1913年印第安納波利斯500大獎賽的標致發動機是一款極具影響力的發動機。這款發動機由歐內斯特·亨利(ErnestHenry)設計，具有雙頂置凸輪軸(DOHC)，每缸四個氣門，這種布局直到今天都成為賽車直列四缸發動機的標準配置。

在受標致設計啟發的發動機中，米勒發動機是1920年代和1930年代初期成功的賽車發動機。米勒發動機演變成奧芬豪澤發動機，從1933年到1981年取得了巨大的成功，包括1971年到1976年在印第安納波利斯500的五連勝。

許多為二戰前的voiturette大獎賽賽車類別生產的汽車都使用直列四缸發動機設計。1.5升增壓發動機應用于汽車，例如瑪莎拉蒂4CL和各種英國賽車(ERA)車型。這些在戰后復活，并形成了后來成為一級方程式賽車的基礎，盡管直八增壓Alfettas將主宰F1的早期。

另一種在賽車歷史上發揮重要作用的發動機是AurelioLampredi設計的法拉利直列四缸發動機。該發動機最初是為法拉利500設計的2升一級方程式發動機，但后來演變為2.5升以參加法拉利625的一級方程式比賽。

在考文垂頂極直四引擎也是一個非常成功的賽車引擎，開始生活，1.5升式2引擎。1958年為一級方程式賽車擴大到2.0升，后來演變成大型2,495ccFPF，在1959和1960年憑借Cooper的底盤贏得一級方程式錦標賽冠軍。

在一級方程式中，1980年代以1,500cc渦輪增壓汽車為主。在寶馬M12/13引擎為是著名的時代以其高增壓壓力和性能。鑄鐵缸體以標準公路車缸體為基礎，為Brabham、Arrows和Benetton的F1賽車提供動力，并于1983年贏得世界冠軍。據說1986年版本的發動機在排位賽中可產生約1,300馬力（969千瓦）的功率修剪。

比利時臂制造商FN赫斯塔爾，已被制造摩托車自1901年開始生產用直列四肢xxx摩托車在1905年所述的FN四個有其發動機安裝直立與曲軸縱向。即使用這種布局的其他廠商包括皮爾斯、恒基兆業、王牌、克利夫蘭和印度在美國，雨云在丹麥，Windhoff在德國和威爾金森在英國。

xxx輛跨框架4缸摩托車是1939年的Gilera500Rondine，它也有雙頂置凸輪軸、強制感應增壓器和液冷。現代直列四缸摩托車發動機首次成為流行與本田的SOHCCB750在1969年推出，而其他人隨后在20世紀70年代。從那時起，直列四缸發動機已成為街頭自行車中最常見的發動機配置之一。在巡洋艦類別之外，直列四缸是最常見的配置，因為它具有相對較高的性價比。所有主要的日本摩托車制造商都提供帶有直列四缸發動機的摩托車，MVAgusta和寶馬也是如此。寶馬早期的直列四缸摩托車沿車架水平安裝，但目前所有的四缸寶馬摩托車都配備了橫向發動機。現代Triumph公司提供了直列四驅摩托車，但它們已停產，取而代之的是三輪摩托車。

2009款雅馬哈R1配備直列四缸發動機，即使在180°的間隔內也不會點火。取而代之的是，它使用交叉平面曲軸來防止活塞同時到達上止點。這導致了更好的二次平衡，這在更高的轉速范圍內尤其有益，“大爆炸點火順序”理論說，向后輪胎不規則地傳遞扭矩使得在賽車速度下在彎道中的滑動更容易控制。

直列四缸發動機還使用摩托車由鈴木（自2015年）和雅馬哈（自2002年）的球隊。在2010中，引入了四沖程的Moto2類時，為類引擎是一個600毫升（36.6CU）通過由直列四缸發動機本田基于所述CBR600RR與110千瓦的xxx功率輸出（150馬力）.從2019年開始，發動機被Triumph765cc(46.7cuin)三重發動機取代。