活塞環是連接在內燃機或蒸汽機中活塞外徑的金屬開口環。活塞環在發動機中的主要作用是：

• 密封燃燒室，使曲軸箱的氣體損失最小化。
• 改善從活塞到氣缸壁的熱傳遞。
• 在活塞和氣缸壁之間保持適量的油量
• 通過將氣缸壁上的機油刮回油底殼來調節發動機機油消耗量。

大多數活塞環由鑄鐵或鋼制成。

活塞環設計用于密封活塞和氣缸壁之間的間隙。如果這個間隙太小，活塞的熱膨脹可能意味著活塞卡在氣缸中，從而對發動機造成嚴重損壞。另一方面，較大的間隙會導致活塞環對氣缸壁的密封不充分，導致竄氣過多（燃燒氣體進入曲軸箱）和氣缸上的壓力降低，從而降低發動機的功率輸出。活塞環在氣缸壁內的滑動運動會導致發動機的摩擦損失。活塞環引起的摩擦約占發動機總機械摩擦損失的24%。因此，活塞環的設計是在最小化摩擦同時實現良好密封和可接受的使用壽命之間的折衷。活塞環的潤滑是困難的，并且一直是提高機油質量的驅動力。油必須通過高速滑動接觸經受住高溫和惡劣條件。潤滑特別困難，因為環具有擺動運動而不是連續旋轉（例如在軸承軸頸中）。在活塞運動的極限處，環停止并反轉方向。這破壞了流體動力軸承的正常油楔效應，降低了潤滑的有效性。環也被彈起以增加接觸力并保持緊密密封。彈簧力由環本身的剛度或密封環后面的單獨彈簧提供。重要的是環在活塞內的凹槽中自由浮動，以便它們可以與氣缸保持接觸。活塞中的環結合，通常是由于燃燒產物的積聚或潤滑油的分解，會導致發動機故障，并且是柴油發動機故障的常見原因。

密封通常由多個環實現，每個環都有自己的功能，使用金屬對金屬的滑動接觸。大多數活塞每個氣缸至少有兩個活塞環。汽車活塞發動機通常每個氣缸具有三個環。頂部的兩個環（稱為壓縮環）主要用于密封燃燒室。底環（稱為油環）主要用于控制向氣缸壁供油，以潤滑活塞裙和油環。

汽車發動機中的壓縮環通常具有矩形或梯形橫截面。上壓縮環通常具有用于周邊的桶形輪廓，而下壓縮環通常具有錐形內皮面。一些發動機的頂環也使用錐面，過去使用簡單的平面環。控油環通常由單塊鑄鐵、多塊鋼或鋼/鐵制成，并帶有螺旋彈簧背襯，以產生緊密密封所需的張力。鑄鐵油環和帶螺旋彈簧背襯的油環有兩個不同形狀的刮削區域。另一方面，多片鋼制油環通常由兩個薄鋼環（稱為導軌）組成，它們之間有一個間隔膨脹彈簧，以使兩個導軌保持分開并提供徑向壓力。在氣缸孔內時，活塞環的間隙壓縮到千分之幾英寸。環縫形狀包括方形切割、角切割、斜接、階梯切割、鉤階梯和斜接階梯。

早期的蒸汽機使用大麻填料密封燃燒室，這會導致高摩擦阻力并且不能提供非常有效的密封。1825年，格拉斯哥工程師兼工廠老板尼爾·斯諾德格拉斯首次在蒸汽機的氣缸中使用活塞環，用于他自己的機器。這使用彈簧來保持密封的蒸汽密封。在磨坊內使用，這是在載有Gareloch的輪船Caledonia上進行的實驗。金屬開口環的現代設計由JohnRamsbottom在1850年代發明。拉姆斯巴頓在1852年的最初設計是圓形，但這些設計不均勻且不成功。1854年，據稱經過修改的設計壽命可達4,000英里（6,437公里）。這是基于這樣的發現，即帶有開口的完美圓形（安裝前）環在安裝后不會對氣缸壁施加均勻的壓力。修改后的活塞環被制造成不圓的形狀，這樣一旦安裝到氣缸中，它就會施加均勻的壓力。1855年的一項專利記錄了這一變化。改用金屬活塞環顯著降低了摩擦阻力、蒸汽泄漏和活塞質量。

由于活塞環自身的固有載荷和作用在環上的氣體載荷，活塞環在氣缸孔上下移動時會受到磨損。為了盡量減少這種情況，它們由耐磨材料制成，例如鑄鐵和鋼，并經過涂層或處理以增強耐磨性。現代摩托車中使用的涂層包括通過等離子沉積或物理氣相沉積(PVD)制成的鉻、氮化物或陶瓷涂層。大多數現代柴油發動機的頂環都涂有改性鉻涂層（稱為CKS或GDC），鉻表面分別含有氧化鋁或金剛石顆粒。在二沖程發動機中，端口設計也是活塞環壽命的重要因素。