从结构上来看，二冲程发动机的结构相对比较简单，主要由气缸盖、气缸、活塞、活塞环等零件组成，在缸体上开有进气孔、排气孔和换气孔；气孔的开启和关闭由活塞的位置决定。与四冲程发动机相比，没有复杂的配气机构和润滑系统，冷却系统一般都采用风冷，结构上大为简化。
从性能上来看，当曲轴转速相同时，二冲程发动机单位时间的作功次数是四冲程发动机的两倍。理论上二冲程发动机的功率应是四冲程发动机的两倍（但实际上只有1.5~1.7倍），发动机的升功率更高，动力性更好，发动机的振动也比较小。另外二冲程发动机重量比较轻，制造成本低廉，故障率也更低，维修也比较方便，使用起来更方便灵活。
二冲程发动机致命的缺点是油耗和环保，由于它换气质量较差，燃料效率不高，整车的油耗比较高；在尾气排放方面污染很大，一辆排量50ml的二冲程摩托车用发动机，它的排气污染大致相当于五台排量2.0L轿车发动机。这是二冲程发动机被淘汰的最主要原因。
综合来看，四冲程发动机应用的更加广泛，绝大多数的汽车和工程机械上搭载的都是四冲程发动机，而二冲程发动机更多的应用在那些不常使用和“推重比”很重要的场合。比如说剪草机、油锯、航模、农作机械等，一些小型摩托车和比较讲究动力性能的越野摩托上使用的也比较广泛。还有就是坦克、船舶、重型运输车辆等，这些车型对发动机的动力性要求高，又要求发动机的重量轻、体积小，二冲程发动机就是很好的选择。
