Η διαδικασία λειτουργίας του δίχρονου κινητήρα μιας μοτοσικλέτας έχει ως εξής

1. Το έμβολο κινείται προς τα πάνω και η μικτή ροή αέρα εισέρχεται στον στροφαλοθάλαμο.
2. Το έμβολο κατεβαίνει για να μεταφέρει τη μικτή πίεση αέρα στο θάλαμο καύσης, ολοκληρώνοντας την πρώτη συμπίεση.
3. Αφού το μείγμα φτάσει στον κύλινδρο, το έμβολο ανεβαίνει και κλείνει και τις δύο θύρες εισαγωγής και εξαγωγής. Όταν το έμβολο συμπιέζει το αέριο στον ελάχιστο όγκο (αυτή είναι η δεύτερη συμπίεση), το μπουζί αναφλέγεται.
4. Η πίεση της καύσης σπρώχνει το έμβολο προς τα κάτω. Όταν το έμβολο φτάσει σε μια συγκεκριμένη θέση, η θύρα εξαγωγής ανοίγει πρώτα και τα καυσαέρια εκκενώνονται πριν ανοίξει η θύρα εισαγωγής. Το νέο μείγμα εισέρχεται στον κύλινδρο για να αποσπάσει τα υπόλοιπα καυσαέρια.
Με την ίδια ταχύτητα περιστροφής, ένας δίχρονος κινητήρας καίει περισσότερες φορές από έναν τετράχρονο κινητήρα, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ισχύ. Επιπλέον, ένας δίχρονος κινητήρας είναι πολύ ελαφρύτερος και πιο συμπαγής από έναν τετράχρονο κινητήρα του ίδιου κυβισμού. Επομένως, στα αγωνιστικά αυτοκίνητα, ένας δίχρονος κινητήρας έχει κυρίαρχο πλεονέκτημα. Ωστόσο, λόγω της ταυτόχρονης εισαγωγής και εξαγωγής του δίχρονου κινητήρα, όταν οι στροφές του κινητήρα είναι χαμηλές, η θύρα εξάτμισης ανοίγει για μεγάλο χρονικό διάστημα, ένα μέρος του φρέσκου μείγματος θα εκκενωθεί από τη θύρα εξάτμισης μαζί με τα καυσαέρια, οπότε η ισχύς δεν είναι υψηλή στην κάτω ταχύτητα. Ο νέος δίχρονος κινητήρας έχει προσθέσει ορισμένα εξαρτήματα για τη βελτίωση αυτού του προβλήματος, όπως το YPVS της YAMAHA και το SAEC της ATAC SUZUKID της HONDA. Λόγω της συσσώρευσης άνθρακα που δημιουργείται από την καύση του λαδιού κινητήρα και των οπών εισαγωγής και εξαγωγής στα τοιχώματα των κυλίνδρων, η φθορά ενός δίχρονου κινητήρα είναι πολύ πιο γρήγορη από αυτή ενός τετράχρονου κινητήρα.