Se trata de motores donde el ciclo completo de trabajo se lleva a cabo en dos carreras (o tiempos) del pistón, que corresponde a una única vuelta del cigüeñal. En el ascenso desde el PMI al PMS se introduce la mezcla de combustible y al mismo tiempo se comprime; la combustión se da cuando el pistón llega al PMS, y durante la carrera de bajada los gases de la combustión se descargan a la vez que ingresa la nueva mezcla de combustible, esto por unos orificios llamados lumbreras de escape y admisión, respectivamente. Estos motores tiene como ventajas la consecusión de una explosión por cada vuelta del cigüeñal y la simpleza que implica la ausencia de un sistema de distribución (válvulas, árboles de levas, etc.). Sin embargo, como desventajas están su alto consumo y las enormes emisiones contaminantes, contrastados con los motores de cuatro tiempos.