Phần quan trọng nhất của động cơ. Nó chịu lực đến từ thanh kết nối và biến nó thành một mô-men xoắn thông qua đầu ra trục khuỷu và điều khiển các phụ kiện khác trên động cơ hoạt động. Trục khuỷu chịu sự kết hợp của lực ly tâm của khối lượng quay, sự biến đổi tuần hoàn của lực quán tính khí và lực quán tính đối ứng, làm cho trục khuỷu chịu vai trò chịu tải xoắn.
Do đó, trục khuỷu được yêu cầu phải có đủ độ bền và độ cứng, bề mặt cổ trục cần chống mài mòn, làm việc đồng đều, cân bằng tốt. Để giảm chất lượng của trục khuỷu và lực ly tâm được tạo ra trong quá trình di chuyển, cổ trục khuỷu thường rỗng. Các lỗ dầu được mở trên bề mặt của mỗi trục để giới thiệu hoặc khơi gợi dầu để bôi trơn bề mặt của cổ trục.
Để giảm nồng độ ứng suất, kết nối giữa cổ trục chính, chốt tay quay và tay quay được nối với nhau bằng cung chuyển tiếp. Vai trò của trọng lượng cân bằng trục khuỷu (còn gọi là đối trọng) là để cân bằng lực ly tâm quay và mô-men xoắn của nó, và đôi khi để cân bằng lực quán tính đối ứng và mô-men xoắn của chúng. Khi các lực và mô-men xoắn này tự cân bằng, trọng lượng cân bằng cũng có thể được sử dụng để giảm tải cho ổ đỡ chính. Số lượng, kích thước và vị trí của trọng lượng cân bằng nên được xem xét theo số lượng xi lanh của động cơ, hình thức sắp xếp của xi lanh và hình dạng của trục khuỷu. Trọng lượng cân bằng nói chung với đúc trục khuỷu hoặc rèn thành một, trọng lượng cân bằng động cơ diesel công suất cao và sản xuất riêng trục khuỷu, sau đó được bắt vít với nhau.
