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发动机的排量由三个参数决定：气缸口径、冲程和缸数。
先说口径：气缸口径，换句话说也就是活塞面积。活塞面积直接影响了发动机输出的扭距。假设燃烧产生的压强是固定值的话，活塞面积越大每次做功时输出的扭距就越大。而功率（马力）又是扭距和转速的乘积，因此一般情况下气缸口径越大输出的最大扭据越高，发动机的最大功率也越大。
但是气缸口径不可能无限制增大。主要原因是暴震。气缸里的混合气被压缩以后由火花塞点燃。火花塞是一个点，而压缩气体是一个很薄柱体，所以被压缩的混合气的燃烧是一个传递扩散的过程。理想的情况是通过火焰的扩散来点燃整个柱体。燃烧的扩散过程虽然很快，但是燃烧从点火中心扩散到气缸壁依然需要一定的时间。
点火中心附近的混合气被点燃后剧烈膨胀，如果气缸口径过大，外围的混合气还没有来得及被点燃就受到了强烈挤压，于是就发生了自燃，这部分自燃的混合气也向外膨胀，跟中心部分被点燃的混合气相互冲撞，于是就产生了暴震。暴震是发动机设计师的最大敌人之一，一旦发生暴震，燃烧的受控程度就大大下降，发动机的稳定性和效率都受到很大影响。所以为了避免暴震，气缸的口径不能过大。现在普遍的缸径设计都在80多毫米到90多毫米，例如我手头资料上的Volvo的5缸增压发动机的缸径是83毫米，雪佛来用的一款V6发动机的缸径是92毫米。
不过也有极少数例外，比如Viper，还有科尔维特，缸径都超过了100毫米。美国三大汽车公司都有这样大缸径的发动机，可能是跟传统有关。但问题是即使没有暴震，燃烧时活塞受到的平均压强肯定小于面积较小的活塞。我的理解是：燃烧时产生的压强在活塞上不是均匀分布的，越靠近边缘的地方压强越小。而且过长的燃烧扩散时间也使做功的效率降低。这也是为什么8L的SRT－10发动机功率不如同样排气量的布加迪16缸发动机。
接下来是冲程：现在流行的冲程设计也在80多到90多毫米之间，刚才数据的Volvo和雪佛来的气缸冲程分别是93.2毫米和84毫米。气缸冲程不能太长也不能太短。不能太长是因为气缸冲程越长活塞上下运动的距离就越长，产生的运动惯性也越大，导致加速的时候发动机反应缓慢。因此长冲程发动机在小汽车上很少有应用，倒是在船用内燃机上有一些应用的例子。
当然冲程也不能太短。混合气燃烧时体积膨胀向下压缩活塞，冲程太短的话膨胀气体的能量还没有充分释放活塞就开始下一个向上的冲程了，排气门打开开始排气，这样浪费了大量能量，导致发动机热效率下降。
汽缸数：设计和制造汽缸数少的发动机肯定都相对容易，因为每增加一个汽缸，相应地就要增加气门数量，加长曲轴，增加曲轴上的平衡载荷，增加点火和喷油硬件……这些东西的增加都增加了发动机的复杂程度，直接的结果就是设计难度提高，制造成本提高，甚至连发动机控制软件也要相应地变得更加复杂。但是在发动机用途和性能一般都是设计阶段最早确定下来的参数，在冲程和缸径都有一定限制的情况下要增加排气量得到大马力只有靠增加汽缸数量来实现了。所以现在的普遍设计都是单缸0.5L排气量，4、6、8、10、12缸的发动机都有相应的常见排量。
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