بالنسبة لمحركات الطائرات، كان النوع الأقدم المستخدم هو المحرك المكبس. يتضمن مبدأ عمله مكبسًا يتحمل ضغط غازات الاحتراق، ويتحرك بشكل متكرر داخل الأسطوانة، وتتحول هذه الحركة إلى دوران العمود المرفقي عبر قضيب التوصيل. في أوائل القرن العشرين، قام الأخوان رايت بتعديل محرك رباعي الأسطوانات-مثبت أفقيًا ومبرد بالماء-ونجحوا في استخدامه في طائرتهم "Flyer I"، واستكملوا اختبار الطيران الخاص بهم. كانت هذه أول رحلة ناجحة في تاريخ البشرية لطائرة تعمل بالطاقة، ومأهولة، ومستقرة، وقابلة للتشغيل.
وفي وقت لاحق، خلال الحرب العالمية الثانية، خضعت المحركات المكبسية للابتكار التكنولوجي، مما أدى إلى تحسين الأداء وكفاءة التشغيل. زاد إنتاج الطاقة من أقل من 10 كيلووات إلى حوالي 2500 كيلووات، بينما انخفض استهلاك الوقود من 0.5 كجم/(كيلووات·ساعة) إلى حوالي 0.25 كجم/(كيلووات·ساعة). في الوقت نفسه، زاد وقت التشغيل المحسن من اثنتي عشرة ساعة تقليدية أو نحو ذلك إلى 2000-3000 ساعة. بحلول نهاية الحرب العالمية الثانية، أصبحت تكنولوجيا المحركات المكبسية متطورة للغاية.
يتكون محرك المكبس بشكل أساسي من الأسطوانات والمكابس وقضبان التوصيل والعمود المرفقي وآلية الصمام ومخفض المروحة والغلاف. الأسطوانة هي المكان الذي يتم فيه حرق خليط الهواء والوقود (البنزين والهواء). المكبس يتردد داخل الاسطوانة. تم تجهيز رأس الأسطوانة بشمعة إشعال (المعروفة باسم شمعة الإشعال) لإشعال الخليط، بالإضافة إلى صمامات السحب والعادم. تكون درجة حرارة الأسطوانة مرتفعة جداً أثناء تشغيل المحرك، لذلك يحتوي الجدار الخارجي للأسطوانة على العديد من زعانف التبريد لزيادة مساحة تبديد الحرارة. يتم ترتيب الأسطوانات عادةً على شكل شعاعي أو على شكل V-على غلاف المحرك. تحتوي المحركات الشعاعية الشائعة على 5 أو 7 أو 9 أو 14 أو 18 أو 24 أسطوانة.
مع نفس إزاحة الأسطوانة، كلما زاد عدد الأسطوانات، زادت قوة المحرك. ويتحرك المكبس داخل الاسطوانة تحت ضغط غازات الاحتراق، وتتحول هذه الحركة إلى حركة دورانية للعمود المرفقي عبر قضيب التوصيل. يربط قضيب التوصيل المكبس والعمود المرفقي. العمود المرفقي هو المكون الذي يخرج قوة المحرك. عندما يدور العمود المرفقي، فإنه يدفع المروحة من خلال المخفض، مما يولد قوة الدفع. بالإضافة إلى ذلك، يقوم العمود المرفقي أيضًا بتشغيل بعض الملحقات (مثل مضخات الزيت المختلفة والمولدات وما إلى ذلك). يتم استخدام آلية الصمام للتحكم في توقيت فتح وإغلاق صمامات السحب والعادم.
