活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成，其核心在于活塞，它负责承受气体压力，并通过活塞销将动力传递给连杆，进而驱动曲轴旋转，同时活塞顶部还构成燃烧室的一部分。
活塞在恶劣环境下工作，需承受高温、高压、高速及润滑不良的考验。其顶部直接接触高温气体，瞬间温度可达2500K以上，导致活塞顶部温度高达600～700K，且分布不均。根据发动机类型，汽油机活塞的顶部压力可达3～5MPa，柴油机则高达6～9MPa，这些条件对活塞的强度、耐热性及耐磨性提出了极高要求。
为满足这些需求，活塞通常采用高强度铝合金制造，确保其具有足够的刚度和强度，良好的导热性，以及通过轻量化设计减小惯性力。活塞的结构分为顶部、头部和裙部三部分，各自承担着不同的功能。
活塞顶部的设计多样，包括平顶、凸顶、凹顶和成型顶四种类型，以适应不同燃烧室的形状和大小，确保可燃混合气的有效形成和燃烧。活塞头部则负责安装活塞环，起到密封和传递热量的作用，防止燃气泄漏并将热量传递给气缸壁。
活塞裙部则起到导向作用，承受侧压力，确保活塞在气缸内的稳定运动。考虑到活塞裙部的热膨胀和受力变形，设计上采用椭圆形裙部和微锥形或阶梯形结构，以适应工作时的形状变化。此外，裙部的隔热槽和膨胀槽设计，以及拖板式或短活塞的应用，都是为了优化活塞的性能和寿命。在某些设计中，活塞销孔中心线的偏移也能有效减少运行时的敲击声，提升发动机的平稳性。
