Siklus Otto dan mesin Otto adalah istilah umum yang digunakan secara bergantian untuk mewakili mesin pembakaran internal empat langkah seperti yang terlihat pada kebanyakan mobil. Istilah ini muncul dari penemu mesin asli, Nikolaus Otto. Dia menciptakan mesin yang akan berkembang menjadi mesin empat tak massal yang diproduksi untuk sebagian besar kendaraan. Berjalan dalam keadaan ideal, mesin dimaksudkan untuk menjadi efisien secara termal, yang berarti menghasilkan panas dan limbah dalam jumlah yang rendah sebanding dengan bahan yang dikonsumsinya. Karakteristik utama yang menentukan mesin Otto adalah penggunaan silinder dan busi untuk menyalakan campuran gas yang akan mendorong kendaraan ke depan.
Pada tahun 1862, seorang pria bernama Alphonse Beau de Rochas memperoleh paten untuk penemuan mesin empat langkah. Dia memiliki ide dan desain untuk itu, tetapi dia tidak pernah membangun mesin yang berfungsi secara nyata. Penemu Jerman Nikolaus Otto mulai mengembangkan ide-ide Alphonse Beau de Rochas, dan 14 tahun kemudian, pada tahun 1876 ia merakit mesin pembakaran internal empat langkah pertama bersama dengan bantuan dua pria bernama Wilhelm Maybach dan Gottlieb Daimler. Mesin Otto asli hanya menggunakan satu silinder dan beberapa bagian dipasang di bagian luar mesin, yang menyebabkan masalah karena pengumpulan kotoran dan kotoran yang mengganggu kinerja mesin.
Apa yang membuat siklus Otto istimewa adalah penggunaan pembakaran internal untuk menyalakannya. Mesin bekerja lebih halus dari mesin sebelumnya, mengkonversi energi secara efisien, dan tidak macet atau pecah terus-menerus seperti yang sering terjadi pada jenis mesin sebelumnya. Siklus Otto melibatkan empat langkah, dari situlah istilah “empat langkah” berasal. Tahap pertama adalah tahap intake, di mana udara dan bensin mengisi silinder mesin. Selanjutnya, pada fase kompresi, tekanan diterapkan pada campuran gas.
Fase berikutnya, fase pengapian, adalah yang membedakan siklus Otto dari siklus diesel. Pada fase pengapian, percikan api dari busi menyebabkan campuran udara dan bahan bakar menyala dan memutar roda untuk mendorong kendaraan ke depan. Akhirnya pada fase buang, silinder terbuka dan melepaskan campuran sisa melalui sistem pembuangan kendaraan.
Siklus diesel mirip dengan siklus Otto karena siklus ini juga menggunakan siklus empat tahap yang serupa, namun mesin diesel menggunakan kompresi alih-alih percikan api untuk menciptakan ledakan yang menggerakkan kendaraan. Mesin memampatkan udara di dalam silinder mesin diesel dan menambah panas. Pembakaran bahan bakar menciptakan panas di dalam silinder dan di bawah tekanan kuat campuran memulai pembakaran dan memaksa silinder kembali ke atas, yang pada gilirannya memutar roda kendaraan. Meskipun serupa, perbedaan utamanya adalah tidak adanya percikan pada siklus diesel yang membedakannya dari siklus Otto.