W silniku dwusuwowym napełnienie cylindra mieszanką, jej sprężenie, spalenie i usunięcie spalin z cylindra odbywa się w czasie dwóch suwów tłoka. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu zmian objętości zarówno w przestrzeni nad tłokiem, jak i pod tłokiem. Toteż w silniku dwusuwowym przestrzeń pod tłokiem (komora korbowa) musi być zamknięta i szczelna. Specjalnym kanałem jest ona połączona jedynie z przestrzenią nad tłokiem. Zasadę działania silnika dwusuwowego przedstawia rys. 2.13. Podczas suwu sprężania na skutek ruchu tłoka w komorze korbowej 2 wytwarza się podciśnienie. Zbliżający się do GMP tłok swoją dolną krawędzią odsłania okno dolotowe I (rys. 2.13a). Przez okno to do komory korbowej zostaje wessana porcja przygotowanej w gażniku mieszanki paliwa z powietrzem. W silniku dwusuwowym suw sprężania połączono z suwem dolotu. Po zapłonie mieszanki w komorze spalania tłok sunie ku DMP, zasłaniając okno dolotowe. Mieszanka znajdująca się w zamkniętej komorze korbowej jest przez tłok sprężana. Pod koniec tego suwu górna krawędź tłoka odsłania okno wylotowe 4 i spaliny uchodzą z cylindra (rys. 2.13b). Niewiele później górna krawędź wciąż sunącego ku DMP tłoka odsłania okno 3 kanału przelotowego łączącego komorę korbową z cylindrem i wstępnie sprężona pod tłokiem mieszanka przepływa do cylindra, wypychając z niego resztę spalin. Ten proces usuwania resztek spalin nazwano przepłukaniem cylindra. Podczas suwu tłoka ku DMP zostały wykonane dwie czynności: praca i wylot spalin. W silnikach takich dwa suwy tłoka wystarczają do wykonania czynności składających się na pełny cykl pracy silnika. Zaletą silników dwusuwowych jest ich nieskomplikowana konstrukcja (brak zaworowego mechanizmu rozrządu). Wadami zaś są: większe zużycie paliwa, bardziej toksyczne spaliny ze względu na konieczność dodawania oleju do paliwa (w celu smarowania mechanizmów) oraz nierównomierna praca bez obciążenia. Silniki dwusuwowe najczęściej są stosowane w małych motocyklach i motorowerach, a zadecydowała o tym ich niewielka cena. Silniki dwusuwowe są także używane do napędu nielicznych samochodów osobowych, lecz ze względu na wymienione wyżej wady już wkrótce to zastosowanie przejdzie do historii. W niektórych silnikach dwusuwowych wlotem mieszanki do komory korbowej steruje nie tłok, lecz zawór obrotowy odsłaniający i zasłaniający okno dolotowe. Takie rozwiązanie, choć czyni konstrukcję silnika bardziej złożoną, uniezależnia sterowanie napływem mieszanki do komory korbowej od ruchu tłoka. Umożliwia to niesymetryczne względem zwrotnych położeń tłoka otwieranie i zamykanie kanału dolotowego.