不論是汽油機還是柴油機都需要飛輪，否則發動機將無法運轉，飛輪對於發動機至關重要，主要有以下作用：
1、儲能，保證發動機能完成各個衝程
上圖是四衝程發動機的工作循環，其中進氣、壓縮、排氣衝程都需要消耗能量，只有做功衝程混合氣才可以推動活塞輸出動力。
其中有兩個位置比較尷尬，就是活塞分別位於上止點和下止點的時候，這時候曲軸與連杆以及活塞處於同一條線上，連杆無法推動曲軸轉動，這時候飛輪的作用就體現出來了，飛輪有一定的質量，高速旋轉時慣性很大，這個慣性力就可以在這兩個尷尬位置推動曲軸繼續轉動，只要曲軸轉過這個位置以後連杆就可以把動力重新傳遞給曲軸了。
2、緩衝，保證動力輸出的平順性
如果把發動機工作過程放慢我們會發現發動機對外做功並不是連續的，而是有間隔的，每個氣缸在做功衝程對外做功一次，做功瞬間活塞對曲軸連杆的推力最大，然後減小，這個動力如果直接作用在車輪上就會出現這樣的情況：每一次做功車輪就推動車輛前進一次，車輛會抖動著前進。而飛輪可以充分緩衝每一次做功輸出的動力，使發動機輸出動力儘量平順。
3、飛輪承擔著動力輸出轉換的作用
像上圖的拖拉機，柴油機輸出的動力反應在曲軸上，但是曲軸那麼細我們直接使用很不方便，因此在飛輪上裝上皮帶輪就可以通過皮帶機構來利用發動機的動力。
還有上圖，這是汽車的離合器系統，其中最左側就是飛輪，壓盤固定在飛輪上，離合器片位於兩者之間，巧妙的取得了發動機的動力。
4、啟動發動機也需要飛輪
飛輪直徑很大，起動機可以輕鬆驅動飛輪外側齒圈從而帶動發動機旋轉來啟動發動機。如果沒有飛輪直接驅動曲軸來啟動發動機的話那需要扭矩很大的起動機才能帶動。就像 以前的老卡車需要手搖起動，直接驅動曲軸的，搖把特別大，否則根本搖不動。