OHV和OHC两种发动机最主要的区别就是凸轮轴的位置，熟悉发动机工作原理的都知道凸轮轴是直接带动气门开关的主要零部件，OHC的凸轮轴位于燃烧室上方的气缸盖中，因此被称为顶置凸轮轴，而OHV的凸轮轴则位于发动机缸体中，也就是燃烧室的下方，所以称为底置凸轮轴。
OHV底置凸轮轴发动机，凸轮轴位于缸体内部，整套气门机构是纯机械的设计，凸轮轴通过挺杆、推杆和摇臂将力量传导至气门，根据凸轮转动直径的变化来控制气门的开关。目前在美系车和卡车上非常常见。OHV设计的缺点是需要许多移动部件来操作阀门，一整套的气门组件增加了发动机的重量。根据牛顿第一定律和第二定律可以得出，质量越大惯性越大，也就是高惯性的气门机构会导致气门无法做到极高频率的开关，很难在较高的转速下控制气门正时转速，所以OHV底置凸轮轴发动机红线转速都比较低，这意味着小型的OHV发动机效率不高，更适合大排量V6或V8发动机。其优点是结构简单，可靠性高、发动机重心底、成本低等。因为发动机转速低，强调的是扭矩表现，所以底置凸轮轴设计是足够满足这种需求的。
OHC（顶置凸轮轴）历经发展到现在被分成单顶置凸轮轴和双顶置凸轮轴。双顶置凸轮轴因为一根凸轮轴只控制一组气门（进气门或排气门），因此省略了气门的摇臂，简化了凸轮轴到气门之间的传动机构。总的说来，双顶置凸轮轴由于传动部件少，进、排气效率高，更适合发动机高速时的动力表现。对于追求高功率的车企来说，凸轮轴顶置设计当然是最合适不过了。
