Hlava válců je namontována na bloku válců, čímž válec shora utěsňuje a tvoří spalovací komoru. Často je ve styku s plynem o vysoké teplotě a tlaku, takže nese velké tepelné a mechanické zatížení. Uvnitř hlavy válců vodou chlazeného motoru je vytvořen plášť chladicí vody a otvor pro chladicí vodu na spodní čelní ploše hlavy válců je propojen s otvorem pro chladicí vodu v bloku válců. K chlazení částí s vysokou teplotou, jako je spalovací komora, se používá cirkulující voda.
Hlava válců je také vybavena sedly sacích a výfukových ventilů, vodicími otvory ventilů pro montáž sacích a výfukových ventilů a také sacími a výfukovými kanály. Hlava válců benzínového motoru je opatřena otvory pro montáž zapalovacích svíček, zatímco hlava válců vznětového motoru je opatřena otvory pro montáž vstřikovačů paliva. Hlava válců motoru s vačkovým hřídelem v hlavě válců je také opatřena otvory pro ložiska vačkového hřídele pro montáž vačkového hřídele.
Hlava válců je obvykle vyrobena ze šedé litiny nebo legované litiny. Hliníková slitina má dobrou tepelnou vodivost, což je výhodné pro zlepšení kompresního poměru.
Hlava válců je nedílnou součástí spalovací komory. Tvar spalovací komory má velký vliv na provoz motoru. Vzhledem k rozdílným metodám spalování u benzínových a dieselových motorů se části hlavy válců, které tvoří spalovací komoru, značně liší. Spalovací komora benzínového motoru se nachází hlavně na hlavě válců, zatímco spalovací komora dieselového motoru se nachází hlavně v prohlubni na horní části pístu.

Opatření pro praskliny v hlavě válců
1. Šrouby hlavy válců by měly být rovnoměrně utaženy a doba přívodu oleje by měla být správně nastavena.
2. Do nádrže na vodu by měla být přidána měkká voda a voda by se měla měnit co nejméně.
3. Vznětový motor by se měl vyvarovat dlouhodobého provozu s přetížením.
4. Pokud motor běží a v nádrži na vodu občas dochází voda, neměl by se okamžitě vypínat, ale měl by běžet na nízké otáčky a pomalu doplňovat vodu. Nedoplňujte studenou vodu, když je motor zahřátý, a před vypuštěním vody po parkování počkejte, až teplota vody klesne pod 40 °C. V chladném zimním období nelze ihned doplňovat převařenou vodu, ale měli byste ji nejprve ohřát a poté doplnit převařenou vodu.
5. Během montáže zkontrolujte, zda nejsou otvory pro chladicí vodu uvolnitelné. Chladicí systém pravidelně čistěte alkalickým roztokem, abyste včas odstranili vodní kámen a olej.