Dung tích xi lanh hay thể tích làm việc xi lanh (ký hiệu: Vd) được tính dựa trên hành trình piston (S) và đường kính xi lanh (B) theo công thức sau:[2]

V d = π × S × B 2 4 {\displaystyle V_{d}=\pi \times S\times {\frac {B^{2}}{4}}}

Trong đó:

• Vd: Dung tích xi lanh (cm3)
• S: Chiều dài hành trình piston – khoảng cách giữa hai vị trí ĐCT và ĐCD của piston (cm)
• B: Đường kính xi lanh (cm)

Đối với động cơ nhiều xi lanh thì dung tích xi lanh động cơ bằng tổng số thể tích làm việc của từng xi lanh. Công thức trên sẽ trở thành:

V d = π × S × B 2 4 × n {\displaystyle V_{d}=\pi \times S\times {\frac {B^{2}}{4}}\times n}

Trong đó:

• n: Số lượng xi lanh trong động cơ

Ngoài ra, trong cấu tạo xi lanh, chúng ta còn có hai khái niệm là thể tích buồng đốt xi lanh và thể tích toàn phần xi lanh. Thể tích buồng đốt xi lanh (tiếng Anh: clearance volume, ký hiệu: Vc) là khoảng không gian trong xi lanh, giới hạn bởi nắp xi lanh và điểm chết trên của piston, gọi là buồng đốt. Thể tích toàn phần xi lanh (tiếng Anh: total cylinder volume, ký hiệu: Vt) bằng tổng số của thể tích làm việc và thể tích buồng đốt xi lanh.

V t = V d + V c {\displaystyle V_{t}=V_{d}+V_{c}}

Trong đó:

• Vt: Thể tích toàn phần xi lanh (cm3)
• Vd: Thể tích làm việc xi lanh (cm3)
• Vc: Thể tích buồng đốt xi lanh (cm3)

Tỷ số nén (ε) là tỷ số giữa thể tích toàn phần xi lanh và thể tích làm việc xi lanh, được thể hiện theo công thức sau:[3]

ε = V t V d = V d + V c V d {\displaystyle \varepsilon ={\frac {V_{t}}{V_{d}}}={\frac {V_{d}+V_{c}}{V_{d}}}}