Der Zylinderkopf schließt den Verbrennungsraum eines Verbrennungsmotors nach oben ab. Die Bezeichnung „oben“ ist hierbei aus Sicht des oszillierenden Kolbens zu verstehen. Auch bei Boxermotoren sowie bei Motoren, die hängend eingebaut sind (wie Flugzeugmotoren), spricht man daher von einem Zylinderkopf, obwohl dieser hier räumlich nicht „oben“ liegt. Bei allen Viertaktmotoren beherbergt er die Ein- und Auslasskanäle nebst der Ventilsteuerung für die Gaswechselvorgänge, Ölkanäle für die Schmierung des Ventiltriebs und bei wassergekühlten Motoren auch Kühlmittelkanäle, bei Ottomotoren die Zündkerzen, bei Otto-Direkteinspritzern auch die Einspritzventile beziehungsweise bei Dieselmotoren die Einspritzdüsen und die Glühkerzen. Durch die komplizierte Herstellung gehört der Zylinderkopf neben dem Motorblock zu den aufwändigsten und teuersten Teilen eines Fahrzeugs.