La culasse est montée sur le bloc-cylindres, assurant l'étanchéité du cylindre par le haut et formant la chambre de combustion. Fréquemment en contact avec des gaz à haute température et haute pression, elle supporte d'importantes contraintes thermiques et mécaniques. Dans un moteur refroidi par eau, une chemise d'eau est intégrée à la culasse ; l'orifice de refroidissement situé sur la face inférieure de la culasse communique avec celui du bloc-cylindres. L'eau circule ainsi pour refroidir les pièces à haute température, notamment la chambre de combustion.
La culasse est équipée de sièges de soupapes d'admission et d'échappement, de guides de soupapes pour le montage de ces soupapes, ainsi que de conduits d'admission et d'échappement. La culasse d'un moteur essence est usinée avec des trous pour le montage des bougies d'allumage, tandis que celle d'un moteur diesel est usinée avec des trous pour le montage des injecteurs. La culasse d'un moteur à arbre à cames en tête est également usinée avec des trous pour les paliers d'arbre à cames.
La culasse est généralement en fonte grise ou en fonte alliée. L'alliage d'aluminium présente une bonne conductivité thermique, ce qui contribue à améliorer le taux de compression.
La culasse fait partie intégrante de la chambre de combustion. La forme de cette dernière influe grandement sur le fonctionnement du moteur. Du fait des différences de combustion entre les moteurs essence et diesel, les éléments de la culasse qui constituent la chambre de combustion diffèrent sensiblement. Dans un moteur essence, la chambre de combustion se situe principalement sur la culasse, tandis que dans un moteur diesel, elle se trouve principalement dans le logement situé au sommet du piston.

Mesures à prendre en cas de fissures dans la culasse
1. Les boulons de la culasse doivent être serrés uniformément et le temps d'alimentation en huile doit être correctement réglé.
2. Il convient d'ajouter de l'eau douce dans le réservoir et de changer l'eau le moins souvent possible.
3. Le moteur diesel doit éviter de fonctionner en surcharge pendant une période prolongée.
4. Lorsque le moteur tourne et que le niveau d'eau dans le réservoir est parfois bas, ne l'arrêtez pas immédiatement. Laissez-le tourner au ralenti et ajoutez progressivement de l'eau. N'ajoutez pas d'eau froide lorsque le moteur est chaud et attendez que la température de l'eau descende en dessous de 40 °C avant de vidanger le réservoir après l'arrêt du véhicule. En hiver, n'ajoutez pas d'eau bouillante directement ; faites-la chauffer au préalable.
5. Lors du montage, vérifiez que les orifices de refroidissement ne sont pas obstrués. Nettoyez régulièrement le système de refroidissement avec une solution alcaline afin d'éliminer rapidement le tartre et l'huile.