Der Zylinderkopf besteht im Allgemeinen aus Grauguss oder legiertem Gusseisen. Um jedoch den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu verbessern, ist das Gewicht des Motors von entscheidender Bedeutung, und die Verwendung leichter Materialien kann die Qualität des Motors wirksam beeinträchtigen. Leichtmotoren (Benzinmotoren und Dieselmotoren mit einem Hubraum von weniger als 3 l) verwenden häufig Legierungsmaterialien für Zylinderköpfe. Bei gleichem Aufbau kann die Masse im Vergleich zu Gusseisenwerkstoffen um 40 bis 60 % reduziert werden.

Aluminiumlegierungen haben eine gute Wärmeleitfähigkeit, eine gute Kühlleistung und sind ein ausgezeichnetes Zylindermaterial. Der Zusatz von Cu zur Aluminiumlegierung kann die thermische Stabilität verbessern und der Zusatz von Mg kann die Härte des Gussstücks erhöhen.

Der Zylinderkopf wird am Zylinderblock montiert, um den Zylinder nach oben abzudichten und den Brennraum zu bilden. Es steht häufig in Kontakt mit Hochtemperatur- und Hochdruckgas und ist daher einer großen thermischen und mechanischen Belastung ausgesetzt. Im Zylinderkopf eines wassergekühlten Motors befindet sich ein Kühlwassermantel, und das Kühlwasserloch am unteren Ende des Zylinderkopfs kommuniziert mit dem Kühlwasserloch des Zylinderblocks. Verwenden Sie zirkulierendes Wasser, um Hochtemperaturteile wie die Brennkammer zu kühlen.

Der Zylinderkopf ist außerdem mit Einlass- und Auslassventilsitzen, Ventilführungslöchern zum Einbau von Einlass- und Auslassventilen sowie Einlass- und Auslasskanälen ausgestattet. Der Zylinderkopf des Benzinmotors ist mit Löchern für den Einbau von Zündkerzen versehen, während der Zylinderkopf des Dieselmotors mit Löchern für den Einbau von Einspritzdüsen versehen ist. Der Zylinderkopf des Motors mit obenliegender Nockenwelle ist außerdem mit einer Nockenwellenlagerbohrung zum Einbau der Nockenwelle versehen.