由于缸内直喷发动机的喷油嘴被移到了汽缸内部,因此缸内油气的量不会受气门开合的影响,而是直接由电脑自动决定喷油时机与份量,至于气门则仅掌管空气的进入时程,两者则是在进入到汽缸内才进行混合的动作。由于油、气的混合空间、时间都相当短暂,因此缸内直喷系统必须依靠高压将燃油从喷油嘴压入汽缸,以达到高度雾化的效果,从而更好的进行油气混合。其中混合油气的压缩比越高的发动机,它的动力表现越强大,相应的节能效果越明显。奥迪3.2升FSI缸内直喷发动机的压缩比达到了10.3:1;凯迪拉克3.6升SIDI 双模缸内直喷发动机的压缩比达到了11.3:1。此外,缸内直喷系统的燃烧室、活塞也大多具有特殊的导流槽,以供油气在进入燃烧室后能够产生气旋涡流,来提高混合油气的雾化效果与燃烧效率。
一般而言,应用了缸内直喷技术的发动机要比同排量的多点喷射发动机的峰值功率提升10%至15%,而峰值扭矩能提升5%至10%。这样的提升,可谓是一种质变,而单靠增加气门数量是难以达到这一效果的。