سر سیلندر برای موتورهای چهارزمانه طراحی بسیار پیچیده ای دارد. سر سیلندر باید سوپاپ دود و هوا، انژکتور، ولو ایمنی، ولو هوای استارت و شیر نشانگر را در خود جای دهد. مسیر هوای ورودی و گاز خروجی و همینطور مسیر آب خنکاری به صورت یکپارچه و یک تکه در سرسیلندر ساخته می شود.

معمولا سر سیلندر از چدن کروی ساخته می شود که برای ریخته گری آسان است. هرچند که به اندازه فولاد محکم نیست و فولاد به دلیل ضعف حرکت سیال، ریخته گری یک طرح پیچیده را مشکل می کند. اما چدن کروی با اندازه کافی تحت بار محکم است. خنک کاری کافی برای جلوگیری از خستگی حرارتی ناشی از انبساط ناهمگون ریخته گری و ضروری لازم است.خنک کاری قطری در کنار فضای خنک کاری تأثیر خوبی برای خنک شدن سر سیلندر دارد.

سر سیلندر ترک خورده:
شوک حرارتی که ناشی از خنک کاری نامناسب سر سیلندر است باعث ترک خوردن آن می شود. خنک کاری ضعیف به دلیل رسوب شکل گرفته در دیواره فضای خنک کاری است. این رسوب به دلیل پالایش نادرست آب خنک کاری است. فشار زیاد درون سیلندر به دلیل افزایش بار همانند سفت کردن نادرست پیچ های سرسیلندر باعث ترک خوردن آن می شود. ترک خوردگی در سر سیلندر معمولا در بین نشیمنگاه سوپاپ ها و فضای خنک کاری اتفاق می افتد. ترک سر سیلندر را می توان با جوش کاری حرفه ای تعمیر کرد که البته باید تحت نظر موسسات رده بندی باشد.