Hlava válců je obecně vyrobena ze šedé litiny nebo legované litiny, ale za účelem zlepšení spotřeby paliva vozidla je bezprostřední hmotnost motoru a použití lehkých materiálů může účinně snížit kvalitu motoru. Lehké motory (benzínové motory a naftové motory se zdvihovým objemem menším než 3L) široce využívají slitinové materiály pro hlavy válců. Při stejné konstrukci lze ve srovnání s litinovými materiály snížit hmotnost o 40 % až 60 %.

Hliníková slitina má dobrou tepelnou vodivost, dobrý chladicí výkon a je vynikajícím materiálem válce. Přídavek Cu do hliníkové slitiny může zlepšit tepelnou stabilitu a přídavek Mg může zvýšit tvrdost odlitku.

Hlava válců je instalována na bloku válců, aby shora utěsnila válec a vytvořila spalovací komoru. Často je ve styku s vysokoteplotním a vysokotlakým plynem, takže snáší velké tepelné zatížení a mechanické zatížení. Uvnitř hlavy válců vodou chlazeného motoru je vytvořen plášť chladicí vody a otvor pro chladicí vodu na spodním konci hlavy válců je propojen s otvorem pro chladicí vodu bloku válců. Použijte cirkulující vodu k chlazení částí s vysokou teplotou, jako je spalovací komora.

Hlava válců je dále vybavena sedlem sacích a výfukových ventilů, vodicími otvory ventilů pro instalaci sacích a výfukových ventilů a také sacími a výfukovými kanály. Hlava válců benzinového motoru je obrobena s otvory pro instalaci zapalovacích svíček, zatímco hlava válců dieselového motoru je obrobena s otvory pro instalaci vstřikovačů paliva. Hlava válců motoru s vačkovým hřídelem nad hlavou je rovněž obrobena s otvorem pro uložení vačkového hřídele pro montáž vačkového hřídele.