活塞运动是指 活塞在气缸内的往复运动。当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，从而使由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积发生周期性变化。这种运动是内燃机（如汽油机和柴油机）运作的基础。
活塞顶部在曲轴旋转中心最远的位置称为上止点，最近的位置称为下止点，上止点到下止点的距离称为活塞行程。活塞在气缸内经历的四个冲程包括：
进气冲程：
活塞从上止点向下止点移动，气缸内形成负压，混合气体被吸入气缸。
压缩冲程：
活塞向上移动，压缩混合气体，提高其温度和压力。
膨胀冲程：
火花塞发出电火花点燃混合气体，产生高温高压燃气，推动活塞快速向下止点运动，做功。
排气冲程：
活塞向上移动，排出燃烧后的废气。
这种往复活塞运动通过连杆将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动，进而驱动机械装置工作。旋转活塞式发动机则使用转子代替活塞的往复运动，通过弧面上的燃烧气体压力推动转子旋转。