曲軸箱是往復式內燃機中曲軸的外殼。在大多數現代發動機中，曲軸箱集成到發動機缸體中。二沖程發動機通常使用曲軸箱壓縮設計，導致燃料/空氣混合物在進入氣缸之前通過曲軸箱。這種發動機設計不包括曲軸箱中的油底殼。四沖程發動機通常在曲軸箱底部有一個油底殼，并且大部分發動機油都保存在曲軸箱內。在四沖程發動機中，燃料/空氣混合物不通過曲軸箱，但少量廢氣通常作為竄氣從燃燒室進入。曲軸箱通常形成主軸承軸頸的下半部分（軸承蓋形成另一半），盡管在某些發動機中曲軸箱完全圍繞主軸承軸頸。開式曲軸發動機沒有曲軸箱。這種設計用于早期的發動機，并且仍在一些大型柴油發動機中使用，例如用于船舶。

許多二沖程發動機使用曲軸箱壓縮設計，當活塞向上移動時，部分真空將燃料/空氣混合物吸入發動機。然后隨著活塞向下移動，進氣口被打開，壓縮的燃料/空氣混合物被從曲軸箱推入燃燒室。曲軸箱壓縮設計通常用于摩托車、發電機組和園藝設備的小型汽油（汽油）發動機。這種設計也被用于一些小型柴油發動機，但不太常見。活塞的兩側用作工作表面：上側為動力活塞，下側用作泵。因此不需要入口閥。與其他類型的發動機不同，曲軸箱不供油，因為它處理燃料/空氣混合物。相反，二沖程機油與發動機使用的燃料混合并在燃燒室中燃燒。

大型二沖程發動機不使用曲軸箱壓縮，而是使用單獨的掃氣風機或增壓器將燃料/空氣混合物吸入壓縮室。因此，曲軸箱類似于四沖程發動機，僅用于潤滑目的。

大多數四沖程發動機使用包含發動機潤滑油的曲軸箱，作為濕式油底殼系統或不太常見的干式油底殼系統。與二沖程（曲軸箱壓縮）發動機不同，四沖程發動機中的曲軸箱不用于燃料/空氣混合物。

發動機油在四沖程發動機周圍再循環（而不是像在二沖程發動機中那樣燃燒），其中大部分發生在曲軸箱內。機油儲存在曲軸箱底部（在濕式油底殼發動機中）或單獨的油箱（在干式油底殼系統中）。機油從這里通過機油泵加壓（通常通過機油濾清器），然后噴入曲軸和連桿軸承以及氣缸壁，最終滴入曲軸箱底部。即使在濕油底殼系統中，曲軸與油底殼油的接觸也很少。否則，曲軸的高速旋轉會使機油起泡，使油泵難以移動機油，從而使發動機缺乏潤滑。由于重力或顛簸的道路，油底殼中的油可能會濺到曲軸上，這被稱為風阻。

盡管活塞環旨在將燃燒室與曲軸箱密封，但一些燃燒氣體從活塞環周圍逸出并進入曲軸箱是正常的。這種現象被稱為漏氣。如果這些氣體積聚在曲軸箱內，則會導致曲軸箱不必要的增壓、油污染和冷凝產生的銹蝕。為了防止這種情況，現代發動機使用曲軸箱通風系統將燃燒氣體從曲軸箱中排出。在大多數情況下，氣體通過進氣歧管。

早期的發動機是開式曲軸式的，即沒有封閉式曲軸箱。曲軸和相關部件對環境開放。這造成了一個混亂的環境，因為沒有包含從運動部件噴出的油。另一個缺點是污垢和灰塵可能會進入運動的發動機部件，導致過度磨損并可能導致發動機故障。需要經常清潔發動機以使其保持正常工作狀態。一些二沖程柴油發動機，例如用于船舶的大型低速發動機，曲軸箱作為與氣缸分開的空間，或作為開放式曲柄。十字頭活塞和曲軸之間的空間可能大部分是開放的，以便進行維護。