在機械工程中，往復式發動機的氣缸通常根據它們是單作用還是雙作用來分類，這取決于工作流體如何作用于活塞上。

往復式發動機中的單作用氣缸是工作流體僅作用于活塞一側的氣缸。單作用氣缸依靠負載、彈簧、其他氣缸或飛輪的動量將活塞推回另一個方向。在大多數類型的往復式發動機中都可以找到單作用氣缸。它們在內燃機（例如汽油和柴油發動機）中幾乎是通用的，并且也用于許多外燃發動機，例如斯特林發動機和一些蒸汽機。它們也存在于泵和液壓油缸中。

雙作用氣缸是工作流體交替作用于活塞兩側的氣缸。為了將雙作用氣缸中的活塞連接到外部機構，例如曲軸，必須在氣缸的一端為活塞桿提供一個孔，并配備一個壓蓋或填料函防止工作流體泄漏。雙作用氣缸在蒸汽發動機中很常見，但在其他發動機類型中不常見。許多液壓缸和氣壓缸在需要產生雙向力的地方使用它們。雙作用液壓缸的每一端都有一個端口，為活塞的縮回和伸出提供液壓油。

蒸汽機通常使用雙作用氣缸。然而，早期的蒸汽機，如大氣發動機和一些光束發動機，是單動式的。這些通常通過鏈條和拱頭通過梁傳遞力，因為只需要一個方向的張力。在這些用于泵送礦井并且只需要抵抗一個方向的負載的情況下，單作用設計仍然使用了很多年。當詹姆斯瓦特試圖開發一種可用于通過輸出軸驅動機械的旋轉梁發動機時，雙作用氣缸的主要推動力出現了。對于單缸發動機，雙作用氣缸提供更平穩的動力輸出。由RichardTrevithick開發的高壓發動機使用雙作用活塞，后來成為大多數蒸汽機的模型。后來的一些蒸汽機，即高速蒸汽機，使用了一種新設計的單作用活塞。十字頭成為活塞的一部分，不再有任何活塞桿。這與內燃機的原因相似，因為避免使用活塞桿及其密封件可以實現更有效的曲軸箱潤滑系統。由于上述原因，小型模型和玩具通常使用單作用氣缸，同時也是為了降低制造成本。

與蒸汽機相比，幾乎所有內燃機都使用單作用氣缸。他們的活塞通常是筒形活塞，其中連桿的活塞銷接頭位于活塞本身內。這避免了十字頭、活塞桿及其密封壓蓋，但它也使得單作用活塞幾乎必不可少。反過來，這具有允許容易進入活塞底部以獲取潤滑油的優點，這也具有重要的冷卻功能。這避免了活塞和環的局部過熱。

小型汽油二沖程發動機，例如摩托車，使用曲軸箱壓縮而不是單獨的增壓器或掃氣機。這使用活塞的兩側作為工作面，活塞的下側作為活塞壓縮機來壓縮入口充氣，為下一個沖程做好準備。活塞仍然被認為是單作用的，因為這些面中只有一個產生動力。

一些早期的燃氣發動機，例如1860年左右的Lenoir的原始發動機，是雙作用的，并且在設計上遵循蒸汽機。內燃機很快改用單作用氣缸。這有兩個原因：對于高速蒸汽機，每個活塞及其連桿所受的力非常大，對軸承提出了很高的要求。單作用活塞，其中力的方向始終沿連桿壓縮，允許更緊密的軸承間隙。其次，需要較大的氣門面積以提供良好的氣流，同時需要較小的燃燒室體積以提供良好的壓縮，從而壟斷了氣缸蓋中的可用空間。Lenoir源自蒸汽發動機的氣缸不適用于汽油發動機，因此出現了一種基于提升閥和單作用柱塞活塞的新設計。還制造了超大型燃氣發動機作為高爐的吹氣發動機，具有一兩個超大氣缸，由燃燒爐氣提供動力。這些，尤其是科爾庭制造的那些，使用了雙作用氣缸。與汽油或壓燃式發動機相比，燃氣發動機需要很少或不需要壓縮充氣，因此雙作用氣缸設計仍然足夠，盡管它們的通道狹窄而曲折。此后，雙作用氣缸很少用于內燃機，盡管Burmeister&Wain在1930年之前制造了用于船舶推進的二沖程循環雙作用(2-SCDA)柴油機。xxx臺7,000馬力的柴油機安裝在英國MVAmerika（聯合波羅的海公司）于1929年。1937年安裝在MV斯特靈城堡上的兩臺B&WSCDA發動機每臺可產生24,000馬力。

液壓缸是一種由加壓液體（通常是油）驅動的機械致動器。它有許多應用，特別是在建筑設備（工程車輛）、制造機械和土木工程中。

• 按照今天的標準，大約30psi(2bar)的壓力很低，與瓦特發動機相比僅高。
• 這種筒形活塞在今天的內燃機中很常見。
• 奧爾登將這些列為海豚、鯊魚和鱸魚類。維基百科的文章認為它們是單個海豚類的P-1、P-3和P-5子類型