روند کار موتور دو زمانه موتور سیکلت به شرح زیر است

1. پیستون به سمت بالا حرکت می کند و جریان هوای مخلوط وارد میل لنگ می شود.
2. پیستون پایین می آید تا فشار هوای مخلوط را به محفظه احتراق منتقل کند و اولین فشرده سازی را کامل کند.
3. پس از رسیدن مخلوط به سیلندر، پیستون بالا می رود و هر دو درگاه ورودی و خروجی را می بندد. هنگامی که پیستون گاز را به حداقل حجم فشرده می کند (این فشرده سازی دوم است)، شمع جرقه می زند.
4. فشار حاصل از احتراق، پیستون را به سمت پایین می راند. هنگامی که پیستون به موقعیت خاصی می رسد، ابتدا دریچه اگزوز باز می شود و گاز خروجی قبل از باز شدن دریچه ورودی تخلیه می شود. مخلوط جدید وارد سیلندر می شود تا گاز خروجی باقی مانده را خارج کند.
با سرعت چرخشی یکسان، یک موتور دو زمانه بیشتر از یک موتور چهار زمانه می سوزد و در نتیجه قدرت بالاتری دارد. علاوه بر این، یک موتور دو زمانه بسیار سبک تر و فشرده تر از یک موتور چهار زمانه با همان جابجایی است. بنابراین در اتومبیل های مسابقه ای موتور دو زمانه مزیت غالب دارد. با این حال، به دلیل ورودی و خروجی همزمان موتور دو زمانه، هنگامی که دور موتور پایین است، دریچه اگزوز برای مدت طولانی باز می شود، بخشی از مخلوط تازه به همراه گاز خروجی از درگاه اگزوز تخلیه می شود. بنابراین قدرت در سرعت پایین بالا نیست. موتور دو زمانه جدید برخی از قطعات را برای بهبود این مشکل اضافه کرده است، مانند YPVS YAMAHA و SAEC ATAC SUZUKID هوندا. به دلیل انباشته شدن کربن حاصل از احتراق روغن موتور و سوراخ های ورودی و خروجی روی دیواره سیلندرها، سایش موتورهای دو زمانه بسیار سریعتر از موتورهای چهار زمانه است.