曲軸是發動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，並將其轉變為轉矩通過曲軸輸出並驅動發動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度，軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。通常我們所說的發動機轉速就是曲軸的轉速。
為減小曲軸質量及運動時所產生的離心力，曲軸軸頸往往作成中空的。在每個軸頸表面上都開有油孔，以便將機油引入或引出，用以潤滑軸頸表面。為減少應力集中，主軸頸、曲柄銷與曲柄臂的連接處都采用過渡圓弧連接。
曲軸平衡重（也稱配重）的作用是為瞭平衡旋轉離心力及其力矩，有時也可平衡往復慣性力及其力矩。當這些力和力矩自身達到平衡時，平衡重還可用來減輕主軸承的負荷。平衡重的數目、尺寸和安置位置要根據發動機的氣缸數、氣缸排列形式及曲軸形狀等因素來考慮。平衡重一般與曲軸鑄造或鍛造成一體，大功率柴油機平衡重與曲軸分開制造，然後用螺栓連接在一起。
曲軸會因機油不清潔以及軸頸的受力不均勻造成連桿大頭與軸頸接觸面的磨損，若機油中有顆粒較大的堅硬雜質，也存在劃傷軸頸表面的危險。如果磨損嚴重，很可能會影響活塞上下運動的沖程長短，降低燃燒效率，自然也會較小動力輸出。此外曲軸還可能因為潤滑不足或機油過稀，造成軸頸表面的燒傷，嚴重情況下會影響活塞的往復運動。因此一定要用合適黏度的潤滑油，且要保證機油的清潔度。