まずシリンダーヘッドの焼玉を外部からバーナーで加熱して高温状態にする。
次に、焼玉を貫通し設けられた排気コックを開放し、シリンダー内の圧力を逃がす（デコンプ）。この状態ならば、はずみ車を回して同軸のクランシャフトを回転させ、ピストンを上下させても圧力がかからないため、はずみ車を幾分楽に回すことができる。はずみ車を回転し続け勢いがついた所で、排気コックを閉めつつ燃料噴射を開始させる。もし焼玉内表面の熱面着火する時点のピストンの位置が適正ならば、エンジンを始動することができる。
また幾分大きな小型船舶用の竪型単気筒焼玉エンジンでは、次のように行ったようである。
上記の小型エンジンと比べサイズが大きく、はずみ車、ピストン、コネクティングロッド、クランクシャフトが重く、摩擦も大きいため動かすのが困難である。そのため、はずみ車の動かし方が異なる。
焼玉エンジンの特徴である、起動した後の連続運転中に外部から焼玉へ加熱を必要としない所は各々共通である。
焼玉エンジンの利点.
グローエンジンとの比較.
現在、模型用で使われるグローエンジンは、焼玉エンジンとシリンダーヘッドの構造が異なる。焼玉エンジンが焼玉と呼ばれる球殻状の燃焼室が取り付けられているのに対し、グローエンジンは火花点火式ガソリンエンジンと同じような構造でスパークプラグの代わりにグロープラグがある。
グロープラグはエンジン始動時にだけ通電しジュール熱によりプラグ先端を高温にさせ、先端表面の熱面着火で混合気を点火し予混合燃焼するものである。焼玉とグロープラグは、エンジン始動後に外部から熱するのを止めてもエンジンを動かし続けられる点は共通である。それぞれ焼玉とグロープラグの表面で熱面着火がおき燃焼が始まる点も似ている。
しかし混合気の作り方は異なる。焼玉エンジンが焼玉でガス化させた燃料を焼玉からシリンダーに供給し、シリンダー内で吸入空気と混じり合い混合気が作り出されるのに対し、グローエンジンは火花点火式エンジンのようにキャブレターを用いてシリンダーに入る前にあらかじめ混合気が作り出されるという違いがある。焼玉エンジンの焼玉が気化器兼点火器の役目をするのに対し、グローエンジンのグロープラグは点火器の役目のみという違いがある。
石油発動機との比較.
ディーゼルエンジンとの比較.