活塞顶部直接与高温燃气接触，活塞顶部的温度很高，各部的温差很大，柴油机活塞顶部常布置有凹坑状燃烧室，使顶部实际受热面积加大，热负荷更加严重。高温必然会引起活塞材料的强度下降，活塞的热膨胀量增加，***活塞与气缸壁的正常间隙。另外，由于冷热不均匀所产生的热应力容易使活塞顶部出现疲劳热裂现象。所以要求活塞应有足够的耐热性和良好的导热性，小的线膨胀系数。研究发现，压缩环多于一道是没有必要的，因为一旦上道压缩环失效，其它的压缩环就不能密封燃烧室的气体，使之不漏入曲轴箱，也不能控制机油沿汽缸壁向上窜入燃烧室。同时在结构上采取适当的措施，防止过大的热变形。
活塞运动速度和工作温度高，润滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。要求应具良好的摩性或采取特殊的表面处理。
活塞高度
活塞的高度正在逐渐缩短，活塞直径许多已大于活塞高度；压缩高也不断缩短，活塞上的这些改变，缩短了机体和整机的高度，提高了机体和整机的刚性，减小了发动机体积、重量、金属消耗量和成本，而且减小了往复运动质量、惯性力和主轴承负荷。另外，活塞高度缩短以后，活塞组重量也可减轻。发动机各活塞组总重量一般占整机重量的1.2～3.0%。然而接触面积小则油膜厚度也减小，当油膜厚度小于二个接触表面不平度的均方根值时就会发生边界润滑，导致摩擦功增大。
活塞环数
近年来，为了减少摩擦功，提高机械效率，减小环区高度从而缩短活塞压缩高和总高度，活塞环数日趋减少。从三十年代的5～6道环槽发展到2～3道环槽。研究发现，压缩环多于一道是没有必要的，因为一旦上道压缩环失效，其它的压缩环就不能密封燃烧室的气体，使之不漏入曲轴箱，也不能控制机油沿汽缸壁向上窜入燃烧室。活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。所以与其增加活塞环数，还不如采取措施提高活塞环的使用性能，用一道压缩环和两道油环槽来确保完成密封燃气和控制机油的作用。
活塞的几种失效模式：
1、活塞的磨损量超过允许值，会使功率、速度降低，油耗增加以致敲缸。
2、销孔中心与裙部椭圆中心的垂直度超差，使用中产生扭力矩使活塞变形，产生拉缸。
3、热稳定性差，由于长期在高温下工作，等于在继续时效和稳定化处理，活塞膨胀，原有0.05mm的配缸间隙消失，导致咬缸。
4、头道环槽磨损，使活塞环失去弹性，无封闭作用。
