يتكون رأس الأسطوانة بشكل عام من الحديد الزهر الرمادي أو سبائك الحديد الزهر، ولكن من أجل تحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود للمركبة، يكون وزن المحرك وشيكًا، ويمكن أن يؤدي استخدام المواد الخفيفة إلى تقليل جودة المحرك بشكل فعال. تستخدم المحركات الخفيفة (محركات البنزين ومحركات الديزل ذات الإزاحة الأقل من 3 لتر) على نطاق واسع مواد سبائكية لرؤوس الأسطوانات. تحت نفس الهيكل، بالمقارنة مع مواد الحديد الزهر، يمكن تقليل الكتلة بنسبة 40% إلى 60%.

تتميز سبائك الألومنيوم بموصلية حرارية جيدة وأداء تبريد جيد وهي مادة أسطوانية ممتازة. إضافة النحاس إلى سبائك الألومنيوم يمكن أن يحسن الاستقرار الحراري، وإضافة المغنيسيوم يمكن أن يزيد من صلابة الصب.

يتم تثبيت رأس الأسطوانة على كتلة الأسطوانة لإغلاق الأسطوانة من الأعلى وتشكيل غرفة الاحتراق. غالبًا ما يكون على اتصال بالغاز ذي درجة الحرارة العالية والضغط العالي، لذلك يتحمل حمولة حرارية كبيرة وحملًا ميكانيكيًا. يتم صنع سترة ماء التبريد داخل رأس الأسطوانة للمحرك المبرد بالماء، وتتواصل فتحة ماء التبريد الموجودة في الطرف السفلي من رأس الأسطوانة مع فتحة ماء التبريد في كتلة الأسطوانة. استخدم الماء المتداول لتبريد الأجزاء ذات درجة الحرارة المرتفعة مثل غرفة الاحتراق.

كما تم تجهيز رأس الأسطوانة بمقاعد صمامات السحب والعادم، وفتحات توجيه الصمامات لتثبيت صمامات السحب والعادم، بالإضافة إلى قنوات السحب والعادم. يتم تجهيز رأس أسطوانة محرك البنزين بفتحات لتثبيت شمعات الإشعال، بينما يتم تجهيز رأس أسطوانة محرك الديزل بفتحات لتثبيت حاقنات الوقود. يتم أيضًا تشكيل رأس الأسطوانة لمحرك عمود الحدبات العلوي بفتحة تحمل عمود الحدبات لتثبيت عمود الحدبات.