Der Vorläufer des Viertaktmotors ist der atmosphärische Gasmotor, der ein - wie der Name schon sagt - unverdichtetes Luft-Kraftstoff-Gemisch entzündet. Bei der Entwicklung des Viertaktmotors im Jahr 1876 kommt das Verdichten der Ladung im 'Verdichtungstakt' hinzu. Es entsteht eine bessere Verbrennung. Durch das Komprimieren der Luft werden die Brennwege kürzer (Kohlenstoff- sucht Sauerstoffatom). Davon ist beim ersten fertigen Stationär-Versuchsmotor noch wenig zu spüren. Er läuft auf Leuchtgas und hat 6,1 Liter Hubraum und 3 PS bei 180/min.

Im Gegensatz zum Zweitaktmotor laufen beim Viertaktmotor die Vorgänge des Ansaugens, Verdichtens, Arbeitens und Ausstoßens nacheinander ab. Der Verdichtungsraum ist stets der gleiche. In diesem wird durch den Kolbenhub während jeweils einer halben Kurbelwellenumdrehung das Gas verdichtet und expandiert. Geregelt wird das Ein- und Ausströmen der Gase von der Motorsteuerung.

Die Geschwindigkeit der Kurbelwelle ist über die vier Takte hinweg keineswegs gleich, besonders dann, wenn man den Verdichtungs- und den Arbeitstakt vergleicht. Im ersten Fall wird der Lauf des Kolbens leicht verzögert, im zweiten wesentlich beschleunigt. Dies spürt auch der Starter, der im Verdichtungstakt besonders bei Dieselmotoren mit der Verdichtung der einzelnen Zylinder deutlich langsamer wird, bzw. mehr Strom aufnimmt.

Durch die Steuerung des Gaswechsels wird die Zylinderfüllung relativ frei von Abgasen gehalten. Wenn Abgase ins Frischgas geleitet werden sollen, kann dies durch Abgasrückführung gezielt geschehen. Moderne Motorsteuerungen mit verstellbaren Nockenwellen und variablem Ventilhub können sogar in jedem Drehzahlbereich eine optimale Zylinderfüllung erreichen. Klar ist damit auch eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und der Abgaswerte verbunden. Es scheint allerdings eine Kombination zu geben, die das alles in noch kompakterer Bauart schafft, den Zweitakt-Dieselmotor mit Aufladung.