活塞通常采用硅铝合金铸造而成，也有部分高强化的柴油机使用高级铸铁或者耐热钢制造。活塞在结构上分为顶部、头部和裙部三部分。顶部与气缸盖、气缸壁构成燃烧室，它的形状决定了燃烧室的形状，是影响燃料燃烧状态的重要因素；头部用来安装活塞环，主要作用是用来密封气缸，并把活塞的热量传递给气缸壁；裙部主要是给活塞运动导向，并承受气缸壁施加给活塞的侧压力，现在的家用汽油机通常采用拖板式活塞裙部。活塞在形状上呈上小下大的锥形，工作时上部受热更多，膨胀更大，变成近似于圆形。
活塞在工作时会受热膨胀变形，但它的变形并不是均匀的。活塞顶部在气体压力作用下会发生弯曲变形，在侧压力作用下会发生沿活塞销轴线方向的变形，在活塞销座孔处金属较多，受热会发生椭圆形变形，上部受热多变形大，下部受热少变形小。活塞发生椭圆形变形会破坏与气缸壁之间的配合，使发动机工作异常。因此，活塞在结构上还会做一些隔热与补偿措施，比如开隔热槽、膨胀槽、采用椭圆锥形裙部、在活塞中镶嵌恒范钢片等。
此外，加强活塞的冷却与润滑也是非常重要的，有些高强化发动机有专门的机油喷嘴，给活塞喷射机油冷却降温，用油环在气缸壁上布油形成油膜润滑活塞，活塞表面做磷化处理，或者涂抹石墨，喷涂聚四氟乙烯涂层等，以提高活塞的耐磨性与耐高温性等。
