Bien qu’en parlant de moteur le terme de cylindre soit le plus couramment utilisé, on devrait plutôt parler de chemise de cylindre. Il existe en effet des véhicules avec un seul cylindre (notamment les motos), avec deux cylindres (la Trabant par exemple), avec trois cylindres (la Wartburg 353) et ayant de quatre à douze cylindres. On recense aussi des moteurs spéciaux dotés de plus de douze cylindres, mais ils ne figurent pas dans le secteur automobile.
Une chemise de cylindre est faite de pièces moulées en acier spécial, offrant une dilatation minimale sous l'effet de la chaleur. Comme une telle chemise ne remplit en soit aucune fonction, on considère plutôt l’association chemise et piston comme un seul bloc. Cet ensemble est ainsi composé de la chemise avec ses joints d'étanchéité, du piston, de l'axe de piston, du segment de piston et du déflecteur d'huile.
Cependant, dans les blocs moteurs, il n'y a plus d'assemblage de ce type, on parle donc aujourd'hui de bloc moteur embiellé, car il inclut bielles et chemises préfabriquées.
A l'intérieur de la chemise, le piston coulisse, protégé par les segments de piston et le déflecteur d'huile, et il transmet ce mouvement à la bielle et au vilebrequin. Les cylindres sont complètement entourés par le liquide de refroidissement et la chaleur s'évacue donc efficacement.
La cylindrée se calcule en centimètres cubes et dépend du diamètre de la chemise du cylindre et de la course du piston.
On différencie les chemises de cylindre pour les moteurs 4-temps et 2-temps. Les premières sont fabriquées couramment et ont la forme d’un tube. Elles ont pour fonction de guider le piston. Dans un moteurs 2-temps la chemise de cylindre assure aussi le mélange. Pour ce faire, des conduits d'injection et des ouvertures sont intégrés à la paroi de la chemise, à travers lesquels le mélange pénètre dans la chambre de combustion et les gaz d'échappement sont évacués.
Du fait de son rôle spécifique, il est fréquent que le cylindre subisse une certaine usure. C'est la raison pour laquelle on prévoit toujours un honage lors de la maintenance du moteur. Cela se traduit par la découpe de la paroi intérieure avec des outils spéciaux pour pouvoir accueillir un nouveau piston de plus grande taille. Le nombre de honages possibles est réduit car la dimension des pistons est limitée. Le honage offre une alternative économique pour la rénovation complète du moteur.
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