Ένας κινητήρας επίπεδης κεφαλής μπορεί να διαφοροποιηθεί από πολλά άλλα σχέδια κινητήρων εσωτερικής καύσης από το γεγονός ότι ολόκληρη η αμαξοστοιχία βαλβίδων βρίσκεται εντός του μπλοκ. Αυτός ο πρώτος σχεδιασμός κινητήρα είχε πολλά διαφορετικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και έχει γίνει πολύ λιγότερο συνηθισμένος από τους κινητήρες εναέριων βαλβίδων (OHV) και εκκεντροφόρων (OHC). Οι επίπεδες κεφαλές που χρησιμοποιούνται στα αυτοκίνητα περιλάμβαναν ενσωματωμένους τετρακύλινδρους κινητήρες, ίσια οκτώ και ακόμη και ένα μεγάλο V12. Wereταν επίσης δημοφιλείς στις μοτοσυκλέτες μέχρι που αντικαταστάθηκαν από κεφαλές και άλλα σχέδια. Λόγω της θέσης των βαλβίδων στο εσωτερικό του μπλοκ κινητήρα, οι κεφαλές σε έναν κινητήρα επίπεδης κεφαλής είναι συνήθως λίγο περισσότερο από συμπαγή κομμάτια μετάλλου.
Πολλοί κινητήρες εσωτερικής καύσης έχουν τις βαλβίδες τους μέσα στην κυλινδροκεφαλή. Οι κινητήρες με επίπεδη κεφαλή έχουν αυτές τις βαλβίδες στο μπλοκ, δίπλα στα έμβολα. Το κύριο πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού είναι ότι ο μηχανισμός κίνησης για τις βαλβίδες μπορεί να είναι ουσιαστικά απλούστερος. Οι κινητήρες OHV και OHC απαιτούν εξαρτήματα όπως βραχίονες και ωστήρια για να λειτουργούν οι βαλβίδες, αλλά αυτό μπορεί να γίνει πιο άμεσα σε έναν κινητήρα επίπεδης κεφαλής. Ένα άλλο πλεονέκτημα, ιδιαίτερα στους κινητήρες με πλευρική βαλβίδα, ήταν ότι ο οδηγός θα μπορούσε να συνεχίσει να λειτουργεί το όχημά του χωρίς να προκαλεί σημαντική ζημιά στον κινητήρα εάν έπεφτε μια βαλβίδα.
Ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα που προσφέρουν οι επίπεδες κεφαλές προέρχεται από τη σχετικά μικρή επικάλυψη που συμβαίνει όταν δεν είναι κλειστές βαλβίδες εξαγωγής ή εισαγωγής. Λόγω του τρόπου με τον οποίο ανοίγουν οι βαλβίδες πιέζοντας απευθείας πάνω τους και της ταχύτητας με την οποία μπορούν να ανοίξουν και να κλείσουν, αυτή η επικάλυψη είναι συνήθως μικρότερη από ό, τι στους κινητήρες OHV ή OHC. Αυτό μπορεί να επιτρέψει σε έναν κινητήρα επίπεδης κεφαλής να αποδίδει καλύτερα σε χαμηλότερες στροφές ανά λεπτό (RPM) και δίνει στους κινητήρες τη φήμη ότι είναι δύσκολο να σταματήσουν.
Τα περισσότερα από τα μειονεκτήματα που ενυπάρχουν στους κινητήρες με επίπεδη κεφαλή σχετίζονται επίσης με το σχεδιασμό των βαλβίδων. Η μέθοδος με την οποία λαμβάνουν το μίγμα καυσίμου και αέρα καθώς και αποβάλλουν τα αέρια καύσης μπορεί να είναι λιγότερο αποδοτική από πολλούς κινητήρες OHC και OHV, με αποτέλεσμα την κακή απόδοση σε υψηλές ταχύτητες. Οι επίπεδες κεφαλές έχουν επίσης χαμηλότερη μέγιστη αναλογία συμπίεσης από πολλά άλλα σχέδια κινητήρα, γεγονός που μπορεί να συμβάλει στη χαμηλότερη απόδοση.
Η σύγχρονη χρήση κινητήρων επίπεδης κεφαλής περιορίζεται κυρίως σε ειδικά κατασκευασμένα και ανακαινισμένα οχήματα. Σε αυτές τις εφαρμογές, η χρήση ενός αυθεντικού κινητήρα με επίπεδη κεφαλή μπορεί να είναι πιο σημαντική για τον τροχό ή τον προσαρμογέα από τα πιθανά μειονεκτήματα που είναι εγγενή στον σχεδιασμό. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται επίσης σε μικρούς κινητήρες όπως χλοοκοπτικά, όπου η απλότητα της δομής της βαλβίδας είναι χρήσιμη και η απόδοση υψηλής ταχύτητας ασήμαντη.