Skissen til høyre viser en dobbeltstempelmotor, hvilket vil si at forbrenningen kun skjer på en side av stempelet. Det finnes også stempelmotorer (herunder dobbeltvirkende dobbeltstempelmotorer) hvor forbrenningen foregår på begge sider av stempelet omtrent som i en dobbeltvirkende dampmaskin. Dobbeltvirkende motorer finnes oftest på store skipsmotorer. Lenoirs forbrenningsmotor er et eksempel på en motor med dobbeltvirkende stempel.