Głowica cylindrów jest zwykle wykonana z żeliwa szarego lub żeliwa stopowego, ale w celu poprawy zużycia paliwa pojazdu, nieuchronne jest zwiększenie masy silnika, a zastosowanie lekkich materiałów może skutecznie obniżyć jakość silnika. W silnikach lekkich (silniki benzynowe i silniki wysokoprężne o pojemności skokowej mniejszej niż 3 l) powszechnie stosuje się materiały stopowe na głowice cylindrów. Przy tej samej strukturze, w porównaniu z materiałami żeliwnymi, masę można zmniejszyć o 40% do 60%.

Stop aluminium ma dobrą przewodność cieplną, dobrą wydajność chłodzenia i jest doskonałym materiałem na cylinder. Dodatek Cu do stopu aluminium może poprawić stabilność termiczną, a dodatek Mg może zwiększyć twardość odlewu.

Głowica cylindrów jest zamontowana na bloku cylindrów w celu uszczelnienia cylindra od góry i utworzenia komory spalania. Często ma kontakt z gazem o wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem, dlatego wytrzymuje duże obciążenie termiczne i mechaniczne. Płaszcz wody chłodzącej jest wykonany wewnątrz głowicy cylindrów silnika chłodzonego wodą, a otwór wody chłodzącej w dolnym końcu głowicy cylindrów łączy się z otworem wody chłodzącej w bloku cylindrów. Do chłodzenia części o wysokiej temperaturze, takich jak komora spalania, należy używać wody obiegowej.

Głowica cylindrów jest również wyposażona w gniazda zaworów dolotowych i wydechowych, otwory prowadzące zawory do montażu zaworów dolotowych i wydechowych, a także kanały dolotowe i wylotowe. W głowicy silnika benzynowego znajdują się otwory do montażu świec zapłonowych, natomiast w głowicy silnika wysokoprężnego znajdują się otwory do montażu wtryskiwaczy paliwa. Głowica cylindrów silnika z górnym wałkiem rozrządu jest również obrobiona z otworem na łożysko wałka rozrządu do montażu wałka rozrządu.