内燃机自诞生以来，其相应的结构设计和控制技术不断在优化，综合考虑实际应用中进气和燃烧过程出现的问题，采取相应的技术和控制方法来解决。其核心都是为了优化内燃机进排气系统以提高充气效率、降低泵气损失、优化内燃机缸内流场以控制混合气的形成、优化缸内燃烧过程来实现清洁燃烧和低污染排放物的生成。学术界和汽车产业界都投入了大量的资源对内燃机的多可变技术开展研究与开发，包括多次喷射、多次点火、可变排量机油泵、可变压缩比、可变进气歧管、可变气门正时、可变气门升程、可变排量和可变气缸等的控制方法和技术。根据这些多可变技术，来实现某项特定功能。已经出现的技术和控制方法，有些能够较为经济、方便地解决内燃机应用中的实际问题而在内燃机上得到了广泛的应用，例如多次喷射和可变气门正时技术等，已经成为现代内燃机的标准配置；有些技术却由于制造成本的限制，主要应用在高端车型上，如可变气缸升程和可变排量技术等。而有些技术虽然应用前景很好，但在实际应用过程中出现的问题还未能全部得以解决，因此仍处于研发迭代中，将来有可能成为内燃机的主流技术，如可变压缩比技术等。此外，现代高效内燃机的开发和预研过程中，为了优化进气过程、燃油雾化和燃烧过程，提高燃油经济性和降低污染排放物生成，往往采用多种可变技术的组合，例如可变进气道系统、可变气门正时和多次喷射技术相结合。这样不仅可以利用进气系统中的谐振和进气脉冲惯性效应（进排气压力波动）实现内燃机全转速工况较高的充气效率，还可以充分利用强化的涡流和滚流促进燃油的破碎和蒸发，改善均质混合气的形成，使其在各种工况下都能得以高效清洁的燃烧。一方面提高了燃烧效率，也提高了内燃机的缸内热功转化效率，从而提升内燃机的动力性和经济性；另一方面，再结合废气再循环或者缸内喷水等技术，可以大大降低内燃机缸内氮氧化物和颗粒物的生成。但是汽车厂商和内燃机制造商在采纳这些技术和控制方法的时候，需综合考虑给内燃机带来的经济性和动力性的改善效应、生产成本的增加、使用寿命和后期维护成本等方面的因素。