V4發動機是四缸活塞發動機，其中汽缸共享一個共同的曲軸和被布置成V型構造。

V4發動機與直列四缸發動機相比，V4發動機不太常見。但是，V4發動機已用于汽車、摩托車和其他應用。

大多數V4發動機有兩個曲柄銷，由相對的氣缸共享。曲軸通常由三個主軸承支撐。

與更常見的直列四缸發動機布局相比，V4發動機要短得多。雖然可以使用不同的V角，但如果兩個活塞處于90°V角且共享曲柄銷，則發動機提供了額外的優勢，即完美的初級平衡，可減少振動。該設計還可以產生比直列四缸發動機更小的搖擺偶，并且較短的曲軸由于其剛度增加而不易受到扭轉振動的影響。

V4發動機的缺點包括與直列4發動機相比其設計本身更寬，以及需要兩個排氣歧管、兩個氣缸蓋和兩個氣門機構（因此頂置凸輪發動機需要兩個或四個凸輪軸）而不是一個氣缸蓋、一個歧管、一個氣門機構和一個或兩個用于直列四缸發動機的凸輪軸。擁有兩個獨立的組件組會增加成本和復雜性。

由于V4發動機比直列四缸發動機更寬，因此在保持緊湊尺寸的同時結合輔助驅動、進氣系統和排氣系統可能更加困難。盡管60°V4發動機比90°V4發動機更緊湊，但60°設計沒有完美的主平衡（如果曲柄銷未分開），因此通常需要平衡軸來減少振動。此外，任何具有共享曲柄銷的（四沖程）V4發動機都會不均勻地點火，并且可能需要更重的飛輪。

最早使用V4發動機的汽車是在大獎賽賽車（后來稱為“一級方程式”）賽車中。1898年在法國制造的Mors后置發動機汽車中使用了其中一款開創性的V4發動機。當時，V4發動機沒有振動是一個關鍵賣點。然而，該車的V4發動機在1901年被傳統的直列四缸發動機取代。

在1907年的法國大獎賽中，J.WalterChristie參賽的賽車使用了19,891cc(1,214cuin)V4發動機，這是有史以來在大獎賽中使用的xxx發動機。發動機橫向安裝在前部，汽車為前輪驅動。這輛車在僅僅四圈后就退出了法國大獎賽，然而，它后來創造了164公里/小時（102英里/小時）的速度記錄。

生產汽車中使用的xxx臺V4發動機是1922年藍旗亞Lambda首次使用的藍旗亞V4發動機。藍旗亞發動機是一種窄角設計，氣缸組和單個氣缸蓋之間的角度為20度，兩個氣缸組共享一個頂置凸輪軸。它還使用鋁制作塊和頭（這在當時是不尋常的）。藍旗亞生產V4發動機，直到1976年被四缸發動機取代。

1960-1994年的ZAZZaporozhets是一款使用后置V4發動機的烏克蘭城市型汽車。該發動機基于LuAZ-967兩棲軍用車輛中使用的設計。它采用鎂塊風冷，排量從0.7-1.2升（43-73立方英寸）不等。

在AMC風冷108是在1960年建成至1963年在輕量級應用（1.8升）發動機108立方米M422全能螨軍車。M422由美國汽車公司（AMC）在美國開發，專門設計用于直升機運輸。

從1960年xxx始，福特的歐洲分部生產了兩種不相關的V4發動機。xxx個是福特TaunusV4發動機，于1962年至1981年在德國生產。Taunus是帶有水冷和頂置氣門的60度V4發動機。最初設計用于前置發動機汽車，它被用于各種福特車型，也用于前輪驅動的薩博95、薩博96和薩博Sonett車型。它還用于中置發動機Matra530跑車。第二臺福特V4發動機是福特EssexV4發動機，于1965年至1977年在英國生產，并用于多款福特海盜船、卡普里、領事、西風和全順車型。盡管與Taunus發動機分開設計，但Essex還是60度V4，帶有水冷、頂置氣門，設計用于前置發動機汽車/貨車。

2014-2017賽季使用的保時捷919HybridLMP1賽車使用中置2.0升（122立方英寸）90度渦輪增壓V4發動機。

最早由V4發動機提供動力的摩托車之一是1931-1935年在英國制造的無與倫比的銀鷹。SilverHawk使用窄角16度V4發動機，帶有單個氣缸蓋、推桿式氣門驅動和空氣冷卻。

1936-1938年的PuchP800在奧地利制造，用于民用和軍用。P800使用了一個非常廣角的170度V4發動機（因此在外觀上與四缸發動機很接近），帶有兩個氣缸蓋和空氣冷卻。

V4發動機在1980年代中后期使用，特別是在配備90度V4發動機和水冷的橫置發動機本田摩托車中。

大多數2020MotoGP制造商為其自行車選擇了V4配置。這些包括：

• 本田RC213V
• 杜卡迪Desmosedici
• KTMRC16
• 艾普瑞利亞-2020賽季的90°V4

1958年，Johnson和Evinrude推出了70.7立方英寸（1,159立方厘米）V4舷外機，額定功率為50馬力（37千瓦），重量為200磅（91千克）。到1972年，由于制造商從賽車中獲得的經驗，相同的基本V4缸體產生的馬力是庫存形式的兩倍多。1988年，雅馬哈向美國市場推出了130馬力（97千瓦）二沖程V4發動機，采用所謂的“精確混合”注油技術。大多數舷外發動機通常是帶有化油器的二沖程發動機。

1935年，威斯康星州汽車制造公司開始為工業、農業和固定應用生產汽油（汽油）V4發動機，幾家農場設備制造商使用威斯康星州V4發動機。1968年，威斯康星州xxx的V4發動機是V-465D，排量為177立方英寸（2.9升），在3000轉/分時的功率輸出為66馬力（49千瓦）。該公司生產V4發動機，直到2019年。

1940年代中期，英國的TurnerManufacturing生產了用于工業和船舶用途的柴油水冷V4發動機。該發動機用于1949-1957年的英國拖拉機TurnerYeoman。

三菱重工制造了4ZF，這是一種風冷柴油動力V4發動機，自1973年以來一直用于73型裝甲運兵車和相關的日本軍用車輛。