К деталям механизма газораспределения относятся клапаны с седлами и направляющими втулками, пружины с деталями крепления, коромысла, траверсы, рычаги, штанги, толкатели, распределительные валы, шестерни, цепи, натяжные механизмы и т. п.

Клапаны механизма газораспределения работают в наиболее тяжелых условиях. Головки клапанов, образующие часть внутренней поверхности камеры сгорания, подвергаются значительным механическим и тепловым нагрузкам. Поэтому для изготовления выпускных клапанов применяются жаростойкие стали 5Х10Н4А, 40ХН, 50ХН, 40ХНМА, Х9С2, Х10СМ, Г9М, 40СХ10МА (ГОСТ 5632-72*). Иногда из жаропрочной стали выполняют только головки выпускных клапанов, а стержень изготавливают из сталей 40Х или 40ХН (заготовки сваривают встык).

При высоком форсировании дизеля может возникнуть необходимость в натриевом охлаждении выпускных клапанов, которое находит применение в некоторых автомобильных карбюраторных двигателях.

Пружины клапанов предназначены для удержания клапанов в закрытом состоянии после прекращения воздействия кулачков распределительного вала или других деталей привода, а также для обеспечения постоянной кинематической связи между деталями механизма газораспределения при перемещении клапана. Пружины клапанов работают при резко меняющихся динамических нагрузках. Этим определяется выбор материала, качество обработки и конструкция пружин. Для их изготовления используют высококачественную проволоку из сталей 65, 65Г, 50ХГА, 50ХФА, 60С2Н2А (ГОСТ 14959-79*). Для предохранения от коррозии поверхность пружин подвергают лужению, оцинковыванию или кадмированию, а для повышения усталостной прочности пружины — дробеструйной обработке. Наибольшее применение находят цилиндрические пружины с постоянным или переменным шагом. Переменный шаг витка способствует уменьшению возможности возникновения резонанса.

Направляющая втулка клапана запрессована в головку блока цилиндров или в блок цилиндров и предохраняет их от износа при возвратно-поступательном движении клапана. Движение клапана во втулке происходит в условиях недостаточного смазывания и повышенных температур. Через втулку осуществляется также отвод теплоты от клапана. Поэтому материал втулки должен быть износостойким и теплопроводным. Для изготовления втулок используют перлитовый чугун, бронзу и порошковые материалы.