هر سیکل موتورهای چهار زمانه در 4 مرحله و با گردش دو دور میل‌لنگ (720 درجه) و دو بار رفت و برگشت پیستون انجام می‌شود اما در موتورهای دو زمانه هر سیکل تنها با یک دور گردش میل‌لنگ (360 درجه) و یک رفت و برگشت پیستون صورت میگیرد. سازوکار موتور چهار زمانه به این صورت است که ابتدا پیستون در بالاترین مکان ممکن در سیلندر قرار دارد و اب باز شدن سوپاپ ورودی شروع به حرکت به سمت پایین می‌کند و با ایجاد فشار خلا درون سیلندر باعث ورود هوا وسوخت درون سیلندر میشود (مرحله اول : مکش). سپس با بسته شدن سوپاپ‌های ورودی و خروجی راه ورود و خروج هوا و سوخت بسته می‌شود و پیستون به سمت بالا حرکت کرده و باعث افزایش فشار درون سیا=لندر می‌شود (مرحله دوم : تراکم). پس از مرحله دوم و زمانی که پیستون به بالاترین حالت ممکن رسید تا بیشترین فشار ممکن روی هوا و سوخت ایجاد شود یک جرقه توسط شمع ایجاد و باعث احتراق می‌شود در نتیجه پیستون با سرعت به پایین حرکت می‌کند (مرحله سوم انفجار). در آخر نیز با باز شدن سوپاپ خروجی و حرکت پیستون به سمت بالا دود حاصل از انفجار خارج می‌شود (مرحله چهارم : تخلیه). 

در موتور دو زمانه طراحی به گونه‌ایست که این مراحل توام با هم انجام می‌شوند به این صورت که ابتدا پیستون در بالاترین حالت ممکن است و شرو به پایین آمدن می‌کند در هین پایین آمدن از یک طرف محفظه احتراق با سوخت و هوا پر می‌شود و از طرف دیگر دود حاصل از احتراق قبلی از محفظه خارج می‌شود، سپس پیستون به سمت بالا حرکت کرده و علاوه برمتراکم کردن سوخت و هوا احتراق صورت می‌گیرد و از پایین سوخت وارد سیلندر شده تا برای احتراق بعدی وارد محفظه احتراق شود.

موتورهای دو زمانه در قیاس با یک موتور چهارزمانه هم حجم خود ساختار بسیار ساده با تعداد قطعات کم، وزن کم‌تر، اصطکاک کم‌تر، تعمییر و نگه‌داری راحت‌تر، ارزان قیمت و دارای قدرت بیشتری هستند

از طرفی موتورهای چهارزمانه در قیاس با موتور دو زمانه هم حجم خود دارای بازده بالاتر،طول عمر بیشترو آلایندگی کمتر هستند

بنابراین در مکان‌هایی که آلایندگی هوا اهمیت کمتری داشته باشدو حجم و قیمت تهیه و نگه‌داری دارای اهمیت باشد میتوان از موتورهای دوزمانه استفاده کرد