A cabeça do cilindro é geralmente feita de ferro fundido cinzento ou liga de ferro fundido, mas para melhorar a economia de combustível do veículo, o peso do motor é iminente e o uso de materiais leves pode efetivamente reduzir a qualidade do motor. Motores leves (motores a gasolina e motores a diesel com cilindrada inferior a 3L) utilizam amplamente materiais de liga para cabeçotes de cilindro. Sob a mesma estrutura, em comparação com materiais de ferro fundido, a massa pode ser reduzida em 40% a 60%.

A liga de alumínio tem boa condutividade térmica, bom desempenho de resfriamento e é um excelente material para cilindro. A adição de Cu à liga de alumínio pode melhorar a estabilidade térmica e a adição de Mg pode aumentar a dureza da peça fundida.

A cabeça do cilindro é instalada no bloco de cilindros para vedar o cilindro por cima e formar a câmara de combustão. Muitas vezes está em contato com gases de alta temperatura e alta pressão, por isso suporta uma grande carga térmica e mecânica. Uma camisa de água de resfriamento é feita dentro do cabeçote de um motor resfriado a água, e o orifício de água de resfriamento na extremidade inferior do cabeçote se comunica com o orifício de água de resfriamento do bloco de cilindros. Use água circulante para resfriar peças de alta temperatura, como a câmara de combustão.

A cabeça do cilindro também é equipada com sedes de válvulas de admissão e escape, orifícios guia de válvulas para instalação de válvulas de admissão e escape, bem como canais de admissão e escape. O cabeçote do motor a gasolina é usinado com furos para instalação de velas de ignição, enquanto o cabeçote do motor diesel é usinado com furos para instalação de injetores de combustível. A cabeça do cilindro do motor da árvore de comando de válvulas também é usinada com um orifício de rolamento da árvore de comando para instalação da árvore de comando.