Valor nominal del diámetro interior de un cilindro. En la práctica, el valor efectivo del mismo se aparta, más o menos, en algunas centésimas de milímetro de su valor nominal, ya que es muy difícil mecanizar todos los cilindros de un motor, o de una serie de motores, exactamente con el mismo diámetro. Una vez finalizado el mecanizado, según la medida del diámetro, los cilindros se distribuyen en clases, a cada una de las cuales se asigna un pistón de diámetro convenientemente elegido.
El diámetro de los motores de automóvil varía entre 40 y 120 mm (en otro tiempo llegó hasta 190 mm, como en el caso del Fiat SB 4 de 1908), mientras que en los motores Diesel puede adoptar valores mucho mayores; en algunos motores navales se han alcanzado diámetros de 1 m. La cilindrada V es proporcional al cuadrado del diámetro y se obtiene con la fórmula donde i es el número de cilindros, d el diámetro y c la carrera.
Cuando se substituyen los pistones desgastados por otros de dimensiones algo mayores, el diámetro debe aumentarse mediante una operación de escariado. Con un aumento de 0,2 mm se tiene un incremento sensible de la cilindrada, igual a un 2-3%, si el motor es el del tipo de carrera larga, e inferior si el motor es supercuadrado. El aumento de potencia que esto implica puede valorarse en porcentajes semejantes. En la actualidad, el diámetro se mantiene en torno a valores comprendidos entre 75 y 85 mm (salvo algunas excepciones, como el caso del Lawil, 52 mm, y del Ford Custoni, 111 mm), valores que representan un buen compromiso entre el tamaño de la cámara de combustión (es decir, la posibilidad de alojar en ella válvulas de gran diámetro) y la duración de la combustión. Por otra parte, es muy importante, con vistas al rendimiento térmico, al equilibrado y a la posibilidad de refrigerar los cilindros, la relación carrera/diámetro, la cual, en el curso de los años, ha experimentado tendencias opuestas, justificadas por motivos igualmente válidos.