Der Zylinderblock umschließt die wichtigsten Teile des Motors. Er ist normalerweise mit dem Kurbelgehäuse in einem Gußstück vereinigt.

Meist sind die Zylinderblöcke aus Grauguß gefertigt, der eine relativ hohe Festigkeit hat und sich in der Massenproduktion billig und leicht bearbeiten läßt. Es werden auch Zylinderblöcke aus Leichtmetallegierungen hergestellt. Diese zeichnen sich durch geringeres Gewicht und bessere Wärmeleitfähigkeit aus, sind jedoch teuerer in der Herstellung. Leichtmetallzylinder erhalten in der Regel besonders verschleißfeste Laufbuchsen aus Sondergraugus, um nicht an den Zylinderlaufbahnen zu stark abgenützt zu werden.

Der Kühlwassermantel, das System der Durchflußkanäle für das Kühlwasser also, wird gewöhnlich mit dem Zylinderblock in einem Stück gegossen. Vom Block strömt das Kühlwasser in den Wassermantel des Zylinderkopfs. Wenn Kühlwasser im Wassermantel gefriert, dehnt es sich aus und kann den Zylinderblock sprengen. Vielfach werden sogenannte Froststopfen oder Gußpropfen vorgesehen, die beim ausdehnen des gefrierenden Wassers heraußgepresst werden.

Die Zylinder können in einer Reihe (Reihenmotor) in 2 Ebenen in V-Form (V-Motor) oder in einer Ebene gegenüberliegend zu beiden Seiten der Kurbelwelle (Boxermotor) angeordnet werden.

Mit wachsender Zylinderzahl arbeitet ein Motor zunehmend weicher und gleichmäßiger, insbesondere im niedrigen Drezahlbereich.