На бензиновых двигателях используют головки блока цилиндров, отлитые из сплава, в котором преимущественно используется алюминий. Его использование диктуется необходимостью снижения общей массы двигателя и снижения требований к топливу, а вернее к его октановому числу за счет хорошего теплоотвода от стенок камер сгорания. В головках устанавливаются распредвалы и прочие механизмы привода клапанов, размещаются каналы для притока масла, каналы системы охлаждения, детали вентиляции картера, а также форсунки и свечи зажигания. Алюминиевая головка блока цилиндров обычно не нагревается выше 180 градусов по Цельсию. В этих целях применяется система охлаждения двигателя автомобиля, которая поддерживает температуру работающего силового агрегата в наиболее оптимальном для сгорания топлива режиме.
Из-за того что износостойкость алюминиевой головки оставляет желать лучшего, в нее запрессовывают направляющие втулки клапанов и седла. Основные требования к головке цилиндров это герметичность таких элементов как кромки камеры сгорания, выпускные, а также и впускные каналы, рубашка с охлаждающей жидкостью. При проектировании учитывают эффективность охлаждения выпускных каналов, бобышек зажигательных свечей, а также приводных и вспомогательных элементов выпускных клапанов. Кроме этого, нужно учесть вывод паров и пузырьков охлаждающей жидкости, а также быструю циркуляцию по всем зонам головки цилиндров, для наилучшего отвода тепла от нее. Неисправности двигателя, охлаждающей системы и системы смазки могут привести к короблению и порче головки цилиндров.