概念和原理
直列四缸直列四缸，簡稱直四或L4，是內燃機的汽缸排列型式之一。直列四缸發動機並不是一種平衡結構，雖然在低排量、小功率結構中不平衡量很小，而且振動會隨著發動機尺寸變大、功率的增加變大。大部分的排量小於2 升的直列四缸發動機靠自身裝備的阻尼效應來減少振動。今天大部分排量大於2升的發動機都用到了平衡軸。一個四缸的發動機需要兩個平衡軸減少自身的振動，兩倍於曲軸的運行頻率。雖然如此，現在仍有幾種不用平衡軸的大型直列四缸發動機，例如從Traction Avant 發動機派生出的 Citroën DS 23 2,347 cc 發動機。
著名的直列四缸發動機
最小的直列四缸發動機是1961年Mazda P360 Carol keicar。排量僅僅有358cc。 Mazda OHV這種發動機除了頂置氣門其它的都很平常。但是，大部分的直列四缸發動機排量都在1升以上。也有達到範圍上限2.5升的量產汽車。大一點（有4.3升）也見之於競賽用和輕型卡車用發動機，尤其是柴油動力發動機。公認的使用平衡軸的是保時捷3.0 L (2990 cc)直列四缸發動機Porsche 968，最大的非柴油動力直列四缸發動機是裝配1961年Pontiac Tempest的1953.2 L (3188 cc)發動機。
其它的著名的使用這種結構的發動機有：
* 福特T型發動機 - 全球產量最大的發動機。
* Austin A系發動機 - 50年代的大部分小型汽車用的都是這種發動機。
* 本田ED型發動機 - 首次運用本田CVCC技術。
* Triumph Slant-4 engine - 第一次大量生產裝配Triumph的多氣門發動機，裝配紳寶的早期turbo發動機。
* GM Quad-4 engine - 第一種北美多氣門發動機。
* 現代Alpha發動機 - 在韓國設計的第一款汽車發動機。
* Honda F20C engine - 2.0升的最大輸出為240馬力。
賽車用
1913年，Jules Goux駕駛著一輛標緻贏得了印第安納波利斯500大獎賽。這個賽車的發動機就是由Ernest Henry設計的直列四缸發動機。這個設計的特色是第一次採用了頂置雙凸輪和4個氣門每個循環，因而作為賽車用發動機深具影響力。直到今天也是賽車用直列四缸發動機的結構標準。
這輛標緻後來賣給了美國人“Wild Bob” Burman，他在1915年拆了這個發動機。因為標緻無法在一戰期間研發出新的發動機，Burman要求亨利·米勒造一個新的發動機。於是亨利同約翰·愛德華、Fred Offenhauser一同創造出Peugeot-inspired直列四缸發動機。這個版本的發動機是1976年以前第一個能一次跑完500英里。它的商標先是Miller後來又變成了是Offenhauser。
另一個在賽車史上占有重要地位的直列四缸發動機是由Aurelio Lampredi設計的法拉利發動機。這個發動機最初是為法拉利 500按照F2、排量2升的標準設計的，最終卻是以排量2.5升的F1賽車法拉利 625完工的。跑車當中排量有達到3.4升的Ferrari 860 Monza。
另外一個很成功的直列四缸發動機是Coventry Climax，它是由Walter Hassan原始設計的。它是1.5升的formula 2 發動機。後來改進成了2495cc FPF，並贏得了一次F1冠軍，這輛車的底盤是Cooper汽車公司的底盤。
