L’arbre à cames est un arbre comportant des excroissances appelées cames qui commandent l'ouverture et la fermeture des soupapes. Il est entraîné par le vilebrequin via une chaîne, une courroie crantée ou une cascade de pignons. Il peut être situé soit dans le bloc moteur, soit dans la culasse. Lorsqu'il y a deux arbres à cames, l'un sert à commander les soupapes d'admission, l'autre, celles de l'échappement.