Mechanizm rozrządu składa się ze wszystkich części silnika spalinowego, które otwierają i zamykają zawory silnika. Bez zaworów silnik nie może otrzymywać powietrza i paliwa niezbędnych do napędzania samochodu. Zawory umożliwiają również odprowadzenie zużytej mieszanki paliwowo-powietrznej przez układ wydechowy po spaleniu. Mechanizm rozrządu zwykle składa się z samych zaworów i wałka rozrządu służącego do ich obracania. Inne części różnią się w zależności od konkretnej konstrukcji, ale każda z nich pełni określoną funkcję w poruszaniu zaworami.
Kiedy silnik musi wytworzyć moc, musi to zrobić, wciskając mieszankę powietrza i paliwa w niewielką przestrzeń i zapalając ją iskrą. Cylindry silnika wykonują tę pracę w zamkniętej komorze. Aby powietrze i paliwo dostały się do tej komory, otwiera się zawór. Gdy mieszanina znajdzie się w środku, zawór zamyka się, tworząc szczelne uszczelnienie. Po tym, jak mieszanina zapali się i uwolni energię, aby obrócić koła samochodu, inny zawór otwiera się, aby umożliwić opuszczenie spalin.
Do realizacji funkcji mechanizmu rozrządu zaworowego wykorzystywane są trzy różne wspólne projekty, przy czym górny wałek rozrządu jest najczęściej używany w nowych pojazdach. W tego typu mechanizmie rozrządu małe krzywki na wałku rozrządu naciskają na zawory podczas obracania się wałka rozrządu, co powoduje tymczasowe otwarcie zaworów. Wałek rozrządu jest połączony za pomocą kół zębatych lub pasów z wałem korbowym, co pozwala mu obracać się w czasie z silnikiem. Dzięki temu zawory otwierają się i zamykają na czas i zapobiegają wypadaniu zapłonu silnika. Inne wersje górnego wałka rozrządu wykorzystują dodatkowe części zamiast występów do otwierania i zamykania zaworów.
Drugi typ konstrukcji wałka rozrządu to krzywka w bloku. Działa w podobny sposób jak górny wałek rozrządu i otwiera zawory, naciskając je lub aktywując dodatkowe części, aby wykonać zadanie. Różnica polega na tym, że konstrukcja krzywkowa w bloku umieszcza wałek rozrządu wewnątrz silnika zamiast nad nim. Zwykle części znane jako wahacze i popychacze aktywują zawory. Trzeci projekt wykorzystuje silnik bezkrzywkowy, który działa bez użycia wałka rozrządu i wykorzystuje różne metody, takie jak czujniki, do uruchamiania zaworów.
Jeśli mechanizm rozrządu zaworowego nie działa prawidłowo, może to spowodować wypadanie zapłonu silnika. Eksplozja w komorach może nastąpić za wcześnie lub za późno. W obu przypadkach silnik nie wytwarza tak dużej mocy, a części mogą z czasem ulec uszkodzeniu pod wpływem siły wybuchu. Kiedy kierowca zauważy, że silnik samochodu wytwarza mniejszą moc, przerywa zapłon lub wydaje dziwne dźwięki, powinien sprawdzić silnik przez mechanika, aby uniknąć dalszych kosztownych uszkodzeń.