四沖程直列四缸發動機的動力沖程上總是有一個氣缸，這與氣缸較少的發動機不同，在特定時間沒有動力沖程。與V4發動機或水平對置四缸發動機相比，直列四缸發動機隻有一個氣缸蓋，降低了複雜性和生産成本。
當直列四缸發動機以傾斜角度安裝時（而不是氣缸垂直定向），它有時被稱為斜四缸發動機。
現代量産車中使用的汽油直列四缸發動機通常排量為1.3-2.5升（79-153立方英寸），但過去使用過更大的發動機，例如1927-1931年賓利41/2升。
柴油發動機的排量更大，例如3.2升渦輪增壓三菱發動機（使用Pajero/ Shogun / Montero SUV）和3.0 L豐田發動機。車輛總重量額定值在7.5至18噸之間的歐洲和亞洲卡車通常使用排量約為5升的直列四缸柴油發動機。機車、船用和固定式發動機中都有較大的排量。
排量也可以非常小，就像在日本銷售的kei汽車中發現的那樣。其中幾台發動機同時有四個氣缸，當時法規規定最大排量為550 cc;最大尺寸目前為660 cc。
采用首選曲軸配置的直列四缸發動機具有完美的主平衡。第12頁 這是因為活塞成對運動，而一對活塞總是在向上移動，而另一對活塞向下移動的同時。
然而，直列四缸發動機具有二次不平衡。這是由于曲軸旋轉上半部分活塞的加速/減速大于曲軸旋轉下半部分的活塞的加速/減速（因為連杆不是無限長的）。因此，兩個活塞在一個方向上總是加速得更快，而另外兩個在另一個方向上加速得更慢，這導緻二次動态不平衡，導緻在兩倍曲軸速度下上下振動。這種不平衡在所有活塞發動機中都很常見，但由于兩個活塞總是一起移動，因此對直列四缸發動機的影響特别大。
這種不平衡的強度由往複質量，連杆長度與行程的比值以及峰值活塞速度決定。因此，帶輕型活塞的小排量發動機效果不大，賽車發動機使用長連杆。然而，這種效應随着發動機轉速（rpm）呈指數級增長。
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