1. Kondisi dan persyaratan kerja kepala silinder
Kepala silinder dikenai beban mekanis yang disebabkan oleh gaya udara dan pengikatan baut kepala silinder, serta beban termal yang tinggi akibat kontak dengan gas bersuhu tinggi. Untuk memastikan segel silinder yang baik, kepala silinder tidak boleh rusak atau berubah bentuk. Oleh karena itu, kepala silinder harus mempunyai kekuatan dan kekakuan yang cukup. Untuk membuat distribusi temperatur kepala silinder seseragam mungkin dan menghindari retakan panas antara dudukan katup masuk dan keluar, kepala silinder harus didinginkan dengan baik.
2. Bahan penutup silinder
Kepala silinder umumnya terbuat dari besi cor kelabu atau besi cor paduan berkualitas tinggi, dan mesin bensin untuk mobil kebanyakan menggunakan kepala silinder paduan aluminium.
3. Konstruksi kepala silinder
Kepala silinder merupakan bagian berbentuk kotak dengan struktur yang rumit. Diolah dengan lubang dudukan katup masuk dan keluar, lubang pemandu katup, lubang pemasangan busi (mesin bensin) atau lubang pemasangan injektor (mesin diesel). Jaket air, saluran masuk dan keluar serta ruang bakar atau bagian dari ruang bakar juga dipasang di kepala silinder. Jika poros bubungan dipasang pada kepala silinder, kepala silinder juga dikerjakan dengan lubang bantalan CAM atau dudukan bantalan CAM dan saluran oli pelumasnya.
Kepala silinder mesin berpendingin air memiliki tiga bentuk struktur: integral, split dan tunggal. Dalam mesin multi-silinder, di mana semua silinder berbagi kepala silinder, kepala silinder disebut kepala silinder integral; Jika terdapat satu penutup untuk setiap dua silinder atau satu penutup untuk setiap tiga silinder, maka kepala silinder tersebut adalah kepala silinder terpisah; Jika setiap silinder mempunyai satu kepala, maka itu adalah kepala silinder tunggal. Semua mesin berpendingin udara memiliki kepala silinder tunggal.