Mesin horizontal memiliki silinder yang bergerak secara horizontal dengan tanah sebagai lawan dalam konfigurasi V seperti pada mesin V-6 atau V-8. Mesin lain, seperti model empat dan enam silinder segaris yang khas, beroperasi dalam garis lurus vertikal dengan piston berjalan lurus ke atas dan ke bawah saat mesin berputar. Mungkin mesin horizontal paling populer digunakan di Volkswagen Beetle. Mesin horizontal ini terdiri dari empat silinder, berpendingin udara dan dipasang di bagian belakang kendaraan. Porsche meminjam desain mesin horizontal untuk banyak modelnya, dan General Motors menggunakan desain mesin horizontal pada lini model Corvair tahun 1960-an.
Kunci pengoperasian mesin horizontal berkinerja tinggi terletak pada penggunaan poros engkol datar. Crankshaft datar memungkinkan mesin empat silinder untuk beroperasi seolah-olah itu adalah mesin dua silinder besar dengan dua piston menembak berlawanan satu sama lain. Saat idle agak kasar, output dayanya halus. Masalah dalam banyak desain mesin horizontal berpendingin udara adalah silinder belakang terhalang oleh silinder depan, menciptakan masalah pemanasan berlebih untuk silinder belakang.
Mobil bukan satu-satunya kendaraan yang menggunakan mesin horizontal. Banyak pesawat, baik pesawat terbang maupun helikopter, memanfaatkan desain mesin. Profil rendah dari pembangkit listrik horizontal memungkinkan lebih banyak kelangsungan hidup di sekitar mesin. Profil datar mesin juga membantunya membentuk garis halus di dalam struktur sayap. Ini membantu dalam aerodinamis serta estetika. Banyak kapal udara, termasuk yang beroperasi di Florida Everglades di Amerika Serikat, mengandalkan mesin berpendingin udara horizontal untuk tenaga.
Temperatur oli sering kali dapat naik tinggi dalam desain horizontal, dan mesin apa pun yang direncanakan untuk tugas berat akan mendapat manfaat dari pendingin oli eksternal. Desain datar dari mesin horizontal menciptakan siklus oli mesin yang lambat dari silinder ke bak mesin. Ini menciptakan kondisi oli yang terlalu panas dan menunjukkan penghentian awal bantalan dan komponen terkait di dalam mesin. Dengan menempatkan pendingin oli jauh dari mesin dan memasangnya di area layar angin yang dominan, oli mudah didinginkan, memperpanjang masa pakai oli, mesin, dan komponennya.
Jenis kendaraan lain yang menggunakan mesin datar adalah sepeda motor BMW. Sepeda motor BMW telah berhasil menggunakan pembangkit listrik horizontal selama beberapa dekade. Pabrikan lain telah mengikutinya, dan sepeda motor seperti seri Honda Gold Wing serta garis Valkyrie keduanya bergantung pada desain horizontal.