Glava valja je nameščena na vrhu bloka valja, tako da tesni valj od zgoraj in tvori zgorevalno komoro. Pogosto je v stiku z visokotemperaturnim in visokotlačnim plinom, zato nosi veliko toplotno in mehansko obremenitev. V glavi valja vodno hlajenega motorja je izdelan plašč hladilne vode, odprtina za hladilno vodo na spodnji čelni strani glave valja pa je povezana z odprtino za hladilno vodo v bloku valja. Za hlajenje visokotemperaturnih delov, kot je zgorevalna komora, se uporablja krožeča voda.
Glava valja je opremljena tudi s sedeži sesalnih in izpušnih ventilov, vodilnimi luknjami ventilov za namestitev sesalnih in izpušnih ventilov ter sesalnimi in izpušnimi kanali. Glava valja bencinskega motorja je strojno obdelana z luknjami za namestitev svečk, medtem ko je glava valja dizelskega motorja strojno obdelana z luknjami za namestitev vbrizgalnikov goriva. Glava valja motorja z odmično gredjo v glavi motorja je strojno obdelana tudi z luknjami za ležaje odmične gredi za namestitev odmične gredi.
Glava valja je običajno izdelana iz sive litine ali legiranega litega železa. Aluminijeva zlitina ima dobro toplotno prevodnost, kar je koristno za izboljšanje kompresijskega razmerja.
Glava valja je sestavni del zgorevalne komore. Oblika zgorevalne komore ima velik vpliv na delovanje motorja. Zaradi različnih načinov zgorevanja pri bencinskih in dizelskih motorjih se deli glave valja, ki sestavljajo zgorevalno komoro, precej razlikujejo. Zgorevalna komora bencinskega motorja je večinoma na glavi valja, medtem ko je zgorevalna komora dizelskega motorja večinoma v vdolbini na vrhu bata.

Ukrepi za razpoke v glavi valja
1. Vijake glave valja je treba enakomerno priviti, čas dovajanja olja pa pravilno nastaviti.
2. V rezervoar za vodo je treba dodati mehko vodo in jo čim manj menjati.
3. Dizelski motor se mora izogibati dolgotrajnemu delovanju pod preobremenitvijo.
4. Ko motor deluje in v rezervoarju občasno primanjkuje vode, ga ne smete takoj ugasniti, ampak ga pustite delovati pri nizki hitrosti in počasi dodajajte vodo. Ne dodajajte hladne vode, ko je motor vroč, in po parkiranju počakajte, da temperatura vode pade pod 40 °C, preden vodo izpustite. V hladni zimi ne morete takoj dodati prekuhane vode, ampak jo najprej segrejte in nato dodajte prekuhano vodo.
5. Med montažo preverite, ali so odprtine za hladilno vodo odmašene. Redno čistite hladilni sistem z alkalno raztopino, da pravočasno odstranite vodni kamen in olje.