阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī)在1882年有英國工程師詹姆士·阿特金森發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)。阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī)，在運作方面和傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)沒有太大的差別，一樣要經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個行程。但阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī)不同于普通內(nèi)然機(jī)的是，它壓縮行程和做功行程是不一樣的。壓縮行程要短于做功行程。

因為壓縮行程和做功行程的不同，決定了阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī)的膨脹比要大于壓縮比，這樣能更好地利用燃料在燃燒后廢氣仍然存在的能量，減少廢氣帶走的能量。但由于壓縮比過大不能使充氣效率過高，故整機(jī)動力性能差。這樣提高了效率，但降低了功率密度，其缺點是在低轉(zhuǎn)速時效率低、扭力較差。過長的做功行程使得它不適合高轉(zhuǎn)速。

阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比，因為它的壓縮行程和做功行程不同，所以它的活塞連桿組要比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)復(fù)雜。阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī)要實現(xiàn)不同的活塞行程，就要使用多連桿的結(jié)構(gòu)，這是發(fā)動機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，造成成本大大增加。

因為諸多的缺陷，阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī)并不適合以它為主要動力來源的汽油車，現(xiàn)階段只能用在某些混合動力車輛上。