予混合圧縮着火
ガソリンエンジンは、ガソリンと酸化剤(空気)の混合気に火花放電により点火することで燃焼を発生させる。一方、ディーゼルエンジンは圧縮した酸化剤(空気)に燃料(軽油)を噴射することで自然発火させて燃焼を発生させる。HCCIはこの両方の特性を兼ね備えた燃焼方式、すなわち、混合気を圧縮させて自然発火させることで火花放電を用いることなく燃焼を発生させる方式である。通常のガソリンエンジンの燃焼に比べ、低温燃焼形態をとるため、窒素酸化物 (NOx) がほとんど発生せず、また、内燃機関最大の熱効率ポテンシャルを有するため、大幅な二酸化炭素 (CO2) 削減効果も見込める。
これを実現させるには、混合気に火花放電させるときよりもさらに高い圧縮を与え、密度と温度を上昇させる必要がある。また、混合気の燃料と酸化剤の比率(空燃比)を調整する必要がある。しかし、これの実現に当たっては様々な課題があることが知られている(後述)。
最近の研究では、異なる反応性(ガソリンやディーゼルなど)を組み合わせたハイブリッド燃料がHCCIの着火率と燃焼率の制御に役立つ可能性が示されている。反応度制御圧縮着火(RCCI)は広い負荷および速度範囲で、高効率かつ低排出ガスの運転が可能であることが実証されている。