L'arbre à cames aide à ouvrir ou fermer les soupapes d'admission ou d'échappement du moteur au moment exact. L'arbre à cames reçoit la puissance du vilebrequin au moyen de la courroie ou de la chaîne de distribution.
En raison de la réduction de vitesse dans le mécanisme de distribution, l'arbre à cames tourne à la moitié de la vitesse du vilebrequin.
Les cames de l'arbre à cames actionnent les culbuteurs qui sont en outre reliés aux soupapes d'admission et d'échappement.
Le moteur peut avoir un ou deux arbres à cames. L'arbre à cames unique doit gérer à la fois les soupapes d'admission et d'échappement, tandis que sur les moteurs à deux arbres à cames, les soupapes d'admission et d'échappement sont actionnées par des arbres à cames séparés.