Mesin Bensin (Petrol Engine) adalah mesin (engine) yang menggunakan bensin sebagai bahan bakarnya, dan merupakan salah satu Motor Pembakaran Dalam (Internal Combustion Engine) karena proses pembakarannya yang terjadi di dalam mesin. Mesin Bensin memiliki perbandinngan kompresi (compression ratio) yakni 8:1 - 14:1.

Pada mesin bensin, campuran bahan bakar dan udara dihisap ke dalam silinder yang kemudian dikompresikan oleh piston yang bergerak dari TMB ke TMA. Untuk menghasilkan pembakaran, maka dibutuhkan busi untuk memercikkan bunga api terhadap campuran bahan bakar dan udara yang telah terkompresi.

Mesin bensin memiliki beberapa karakteristik yang membedakannya dengan mesin diesel, antara lain :

Pada langkah hisap, saluran intake (masuk) terbuka. Piston bergerak dari TMA ke TMB dan membentuk kevakuman pada silinder yang kemudian campuran bahan bakar dan udara terhisap masuk ke dalam silinder melalui saluran intake. Masuknya campuran bahan bakar dan udara ke dalam silinder disebabkan adanya tekanan udara luar (atmospheric pressure).

Pada langkah kompresi, saluran intake (masuk) dan saluran exhaust (keluar) keduanya tertutup. Piston bergerak dari TMB ke TMA sehingga campuran bahan bakar dan udara di dalam silinder terkompresi. Akibatnya tingkat tekanan dan temperaturnya naik sehingga akan lebih mudah terbakar.

Pada langkah usaha, sesaat sebelum piston mencapai TMA pada langkah kompresi, busi memercikkan bunga api pada campuran bahan bakar dan udara yang telah terkompresi sehingga terjadi pembakaran. Pembakaran yang terjadi di dalam silinder menghasilkan tenaga dan tekanan yang tinggi, sehingga mendorong piston dari TMA ke TMB. Tahap langkah usaha ini yang menjadi tenaga mesin (engine power).

Pada langkah buang, saluran exhaust (buang) terbuka dan piston bergerak dari TMB ke TMA untuk mendorong keluar gas sisa hasil pembakaran melalui saluran exhaust.