Ventil, kterým se směs dostává do válce, je sací ventil; ventil, kterým odcházejí zplodiny, je výfukový ventil. Jsou navrženy tak, aby se otevíraly a zavíraly v přesně stanovených okamžicích a umožňovaly efektivní chod motoru při všech otáčkách.
Provoz je řízen hruškovitými laloky, tzv. vačkami, na rotujícím hřídeli, vačkovém hřídeli, poháněném řetězem, řemenem nebo soustavou ozubených kol od klikového hřídele.
Kde je vačkový hřídel uložen v bloku motoru, jsou v kanálech nad každou vačkou umístěny malé kovové válečkové kohouty a z kohoutu vystupují kovové tlačné tyče do hlavy válců. Horní část každého táhla se setkává s vahadlem, které se opírá o dřík ventilu, který je držen ve zvýšené (uzavřené) poloze silnou vinutou pružinou – ventilovou pružinou.
Při zvedání táhla na vačce se otáčí vahadlo, které tlačí ventil dolů (otevřený) proti tlaku jeho pružiny. Jak se vačkový lalok dále otáčí, ventilová pružina působí na zavření ventilu. Tento systém se nazývá horní ventil (OHV).
Některé motory nemají žádná tlačná ramena; ventily jsou ovládány spíše přímo jednoduchými nebo dvojitými vačkovými hřídeli v samotné hlavě válců systém horní vačky.
Protože je mezi vačkovým hřídelem a ventilem méně pohyblivých částí, je metoda horní vačky (OHC) účinnější a při daném objemu motoru produkuje větší výkon než motor s tlačnými koly, protože může pracovat při vyšších otáčkách. U obou systémů musí být v pracovním ústrojí určitá vůle, aby se ventil mohl zcela zavřít i po rozšíření dílů vlivem tepla.
Mezi dříkem ventilu a vahadlem nebo vačkou je nezbytná předem nastavená vůle kuželky, která umožňuje rozšíření. Vůle kohoutů se u různých automobilů značně liší a chybné nastavení může mít vážné následky.
Je-li vůle příliš velká, ventily se otevírají pozdě a zavírají se dříve, což snižuje výkon a zvyšuje hlučnost motoru.
Příliš malá vůle zabraňuje správnému zavírání ventilů, což má za následek ztrátu komprese.
Některé motory mají samonastavovací kohouty, které jsou hydraulicky ovládány tlakem motorového oleje.
Vůle kohoutů se nastavuje sama.