直列3気筒
1970年代以降、小型エンジンのレイアウトとして普及している。世界的にはもっぱら排気量600 cc以上1,500 cc以下までの小型車用小排気量エンジンに用いられる。日本においては軽自動車(660 cc以下)を中心に採用例が多く、直列4気筒の三菱・パジェロミニが2013年1月を以って絶版となって以後、生産されている軽自動車はすべて直列3気筒である。
近年は燃費・燃焼効率を重視する考え方から、3気筒の欠点(後述)を克服して幅広い車種に載せる動きが広がっており、従来乗用車の主流であった直列4気筒の領域に大きく割って入ってきている。
古典的な事例やトラクター用などを別とすれば、第二次世界大戦後で最も排気量が大きい直3エンジンは自動車用ではケーニグセグ・ジェメラの2.0Lのガソリンエンジン、オートバイ用ではトライアンフがクルーザー「ロケットIII」シリーズに2007年から搭載している2.3 L(2,294 cc)のガソリンエンジンである。またディーゼルとしてはアルファロメオが1984年に33に搭載した1.8 L(1,779 cc)が最大となる。
直列4気筒以上とは異なる振動特性や、爆発回数が少ないための騒音やトルク変動、振動の大きさが問題となる。そのため質感が低くなりがちで、従来は中〜高価格帯向きではないとされてきた。
直列2気筒エンジンとの比較では逆にトルク変動が小さく低振動・低騒音という長所をもつが、1気筒当たりの排気量が小さく、冷却・機械損失が大きくなりトルクや燃費が劣る傾向にある。