Gli alberi a camme sono componenti cruciali che definiscono il carattere e il funzionamento di un motore. Realizzati in acciaio o ghisa, ruotano alla metà della velocità degli alberi a gomiti, azionati da catena, ingranaggi o cinghia. Equipaggiati con eccentrici, gli alberi a camme determinano il movimento delle valvole mediante punterie o bilancieri. La collocazione degli alberi a camme varia: in passato nel basamento con aste e bilancieri, oggi in testa (monoalbero o bialbero). La distribuzione bialbero facilita regimi più elevati grazie a masse in moto alterno inferiori. Il richiamo delle valvole avviene con molle elicoidali o, nel sistema desmodromico, con bilancieri di chiusura. Nei motori a due valvole sono presenti quattro eccentrici per albero a camme, mentre in quelli a quattro valvole gli alberi a camme sono due. La distribuzione desmodromica offre leggi di alzata più radicali e previene lo sfarfallio delle valvole, ma richiede maggiore complessità meccanica e costi elevati.