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4サイクル機関（フォーサイクルきかん、Four-stroke cycle engine）は4ストローク機関、略して4ストともいい、エンジンの動作周期の間に4つのステージを経ることからこのように呼ばれる。また、発明者の名前を採ってオットーサイクルと呼ばれることもある。
現行の二輪車や四輪車はほとんどこの方式である。一般に4サイクルエンジンの性能向上は高回転化で達成されることが多く、多気筒化やバルブ数を増やすことは、その手段の一つである。 それは、多気筒化やバルブ数を増やすことによって、各可動部品を小さくして、質量を少なくすることが可能なため、高速回転エンジンを設計することが出来るからである。 しかしながら、バルブ数は増やせばよいというものでもなく、現実的には5バルブ以上に増やしても吸気効率も上がらず、却って部品点数が増えるために構造が複雑になり、コストが上がるなどの弊害が多くなる。また、回転数を高くすると騒音や振動が増えて寿命が短くなるために、市販車の場合では、車種にもよるが、2輪車では最高でも18000rpm程度、4輪車では最高でも7000～8000rpm程度の回転数である。
本田技研工業（ホンダ）は、より高い出力を出すために点火プラグをシリンダーあたり2本、バルブをシリンダーあたり8本搭載した楕円ピストンエンジン（オーバルピストンエンジン）を2輪車に用いた（NRシリーズ）。これは8気筒の隣接する機構を一体化したような4気筒エンジンであり、4気筒で8気筒並みの性能を求める、多気筒化の一手法と考えることができる。
行程
4つのステージは以下の通り。 この間にクランクシャフトは二回転する。
- 吸入行程: ピストンが下がり混合気(燃料を含んだ空気)をシリンダ内に吸い込む行程。
- 圧縮行程: ピストンがあがり混合気を圧縮する行程。
- 爆発行程: 着火された混合気の爆発によりピストンが押し下げられる行程。
- 排気行程: ピストンがあがり燃焼ガスをシリンダ外に押し出す行程。
2サイクル機関との比較
長所
- 未燃焼ガスなどの有害物質が少なく、触媒もつけられる。
- 小排気量ガソリンエンジンでは2ストローク機関よりも燃費が良い。しかしながら大排気量のディーゼルエンジンでは燃費の良さから2ストロークが用いられる。
欠点
- 出力が低い（2サイクルはピストン一往復で一回燃焼するため）。
- バルブなどの部品点数が増えるために重くなり、コストもかかる。
誤解
- 爆発行程がクランク2回転に対し1回であることから、単気筒では使用できない、または実用的ではないという誤解が生じ、一時期、教育向けの図鑑にもそう記載されていた事があった。
関連用語
Čtyřdobý spalovací motor | Viertaktmotor | Four-stroke cycle | Ciclo de cuatro tiempos | Nelitahtimoottori | Cycle de Beau de Rochas | מחזור ארבע פעימות | Otto-motor | Putaran empat-tak | Ciclo Otto | Viertaktmotor | Firetaktsmotor | Silnik czterosuwowy | Ciclo de Otto | Štvortaktný spaľovací motor | Štiritaktni motor | Fyrtaktsmotor | 四冲程循环
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