OHV
カムシャフトがシリンダーブロック側に位置し、プッシュロッドとよばれる長い棒を介してロッカーアームを押し上げバルブを開閉させる。したがって「プッシュロッドエンジン」と呼ばれることもある。最初のOHVエンジンはスコットランド系アメリカ人であるデビッド・ダンバー・ビュイック(英語版)により1902年に開発された。それ以前の内燃機関の弁機構にはサイドバルブ(以下SV)やスライドバルブが用いられていた。
側弁式のSVに対して頭上弁式のOHVが有利なのは、バルブ開口部をシリンダーボア径内に配置することで、燃焼室を小さくできる点である。 これによりOHVはSVに比べて燃焼室の表面積が小さくなったことで、ヘッドから逃げる熱が少なくなり、さらにノッキングを起こしにくい燃焼室形状にしやすく圧縮比も高くとれるため、一段と熱効率を高められる事で出力や燃費を向上させることが可能となった。一方、高回転でも吸排気バルブの開閉タイミングを正しくとれるSOHC(OHC、シングルカム)や、開閉を独立して変化させることが可能なDOHC(ツインカム)に比べると燃費や出力の面で不利とされ、また、厳しさを増す排出ガス規制への対応も不利とされる。
SV方式からの移行期には吸気弁がOHV、排気弁がSVというIOE(intake/inlet over exhaust)エンジンも存在した。
オートバイにおいてはハーレーダビッドソンが1936年のナックルヘッドエンジン以来、伝統的にOHV形式の空冷V型2気筒エンジンを搭載し続けていることが広く知られている。ハーレーのエンジンは典型的な低回転高トルク型の設計で、当時の競合他社の車両もおおむねハーレーと同様の状況であった。
ホンダはスーパーカブが1958年(昭和33年)の発売開始時ではOHVであったが、1964年(昭和39年)から排気量ごとで順次SOHC化が実施され主力となる50ccモデルは1966年に変更された。また、1977年にOHVながら4バルブを採用したV型2気筒エンジンを搭載したホンダ・GL400/500を市販した。これはキャブレターを内側に追い込んでライダーの膝元に余裕を持たせ、かつ吸排気を直線化するために、シリンダー方向をねじる目的であえてOHVを採用し(ツイステッドOHVと称している)、このエンジンは最高出力を9,000rpmで発生し、約10,000rpmまで回った。
高回転指向でないクルーザー型オートバイでは、近年ではハーレーダビッドソン社の他にヤマハ発動機やカワサキもV型2気筒エンジンを限界まで大型化するにあたって、エンジン高を抑えるためにOHVを採用している。また、ホンダからは整備事情が悪い東南アジア・南米諸国向けにOHV125ccエンジンを搭載したCG125やXR125Lが現在でも販売されている。なおスズキも2003年から2007年にかけて製造販売したチョイノリに専用設計のOHV50ccエンジンを採用していた。