Der gesamte Kolben kann im Wesentlichen in drei Teile unterteilt werden: den Kolbenboden, den Kolbenkopf und den Kolbenschaft.
Die Hauptfunktion des Kolbens besteht darin, dem Verbrennungsdruck im Zylinder standzuhalten und diese Kraft über den Kolbenbolzen und die Pleuelstange auf die Kurbelwelle zu übertragen. Darüber hinaus bildet der Kolben zusammen mit dem Zylinderkopf und den Zylinderwänden den Brennraum.
Der Kolbenboden ist Bestandteil des Brennraums und wird daher häufig in unterschiedlichen Formen gefertigt. Die Kolbenböden von Benzinmotoren sind meist flach oder konkav, um eine kompakte Brennkammerstruktur, eine kleine Wärmeableitungsfläche und einen einfachen Herstellungsprozess zu gewährleisten. Konvexe Kolben werden häufig in Zweitakt-Benzinmotoren verwendet. Kolbenböden von Dieselmotoren werden häufig mit verschiedenen Aussparungen hergestellt.
Der Kolbenkopf ist der Teil über dem Kolbenbolzensitz. Am Kolbenkopf sind Kolbenringe angebracht, um zu verhindern, dass Verbrennungsgase mit hoher -Temperatur und hohem-Druck in das Kurbelgehäuse und Motoröl in die Brennkammer gelangen. Der Großteil der vom Kolbenboden aufgenommenen Wärme wird auch über den Kolbenboden an den Zylinder übertragen und dann über das Kühlmedium abgeführt.
Der Kolbenkopf ist mit mehreren Ringnuten zum Einbau von Kolbenringen versehen. Die Anzahl der Kolbenringe hängt von den Dichtungsanforderungen ab und hängt von der Motordrehzahl und dem Zylinderdruck ab. Hochgeschwindigkeitsmotoren haben weniger Kolbenringe als Niedriggeschwindigkeitsmotoren und Benzinmotoren haben weniger Kolbenringe als Dieselmotoren. Im Allgemeinen verwenden Benzinmotoren zwei Kompressionsringe und einen Ölring; Dieselmotoren verwenden drei Kompressionsringe und einen Ölring; Niedrig-Dieselmotoren verwenden drei bis vier Kompressionsringe. Um Reibungsverluste zu reduzieren, sollte die Höhe des Kolbenringabschnitts minimiert und die Anzahl der Ringe unter Gewährleistung der Dichtheit so weit wie möglich reduziert werden.
Der gesamte Abschnitt unterhalb der Kolbenringnuten wird als Kolbenschaft bezeichnet. Seine Funktion besteht darin, die Hin- und Herbewegung des Kolbens im Zylinder zu führen und seitlichem Druck standzuhalten. Während des Motorbetriebs erfährt der Kolben aufgrund des Gasdrucks im Zylinder eine Biegeverformung. Bei Erwärmung des Kolbens ist seine Ausdehnung am Kolbenbolzen aufgrund des höheren Metallanteils größer. Darüber hinaus erfährt der Kolben unter seitlichem Druck eine Druckverformung. Das kombinierte Ergebnis dieser Verformungen führt dazu, dass der Querschnitt des Kolbenmantels eine Ellipse ist, deren Hauptachse senkrecht zur Richtung des Kolbenbolzens verläuft. Da außerdem die Temperatur- und Massenverteilung entlang der Kolbenachse ungleichmäßig ist, ist die Wärmeausdehnung jedes Querschnitts oben größer und unten kleiner.
