傳統的汽油發動機是通過電腦採集凸輪位置以及發動機各相關工況從而控制噴油嘴將汽油噴入進氣歧管。汽油在歧管內開始混合，然後再進入到汽缸中燃燒。空氣跟汽油的最佳混合比是14.7/1（也叫理論空燃比），傳統發動機由於汽油跟空氣是在進氣歧管內混合，那么他們只能均勻的混合在一起，所以必須達到理論空燃比才能獲得較好的動力性和經濟性，但由於噴油嘴離燃燒室有一定的距離，汽油同空氣的混合情況受進氣氣流和氣門開關的影響較大，並且微小的油顆粒會吸附在管道壁上，這就的理論空燃比很難達到，這是傳統發動機無法解決的一個問題。
要想解決這一難題，就必須把燃油直接噴射到汽缸中去，直噴式汽油發動機採用類似於柴油發動機的供油技術，通過一個活塞泵提供所需的100bar以上的壓力，將汽油提供給位於汽缸內的電磁噴射器。然後通過電腦控制噴射器將燃料在最恰當的時間直接注入燃燒室，通過對燃燒室內部形狀的設計，讓混合氣能產生較強的渦流使空氣和汽油充分混合。然後使火花塞周圍區域能有較濃的混合氣，其他周邊區域有較稀的混合氣，保證了在順利點火的情況下儘可能的實現稀薄燃燒。
現在很多廠家都開始採用汽油直噴技術，比如大眾的1.8TSI，奧迪的3.2FSI，寶馬的3.0L雙渦輪增壓直噴發動機，別克君越上的3.0L汽油直噴發動機等。
