Κοιλότητα που δημιουργείται ανάμεσα στο έμβολο (όταν αυτό βρίσκεται στο άνω νεκρό σημείο) και την κυλινδροκεφαλή. Μέσα σ ‘αυτόν, λαμβάνει
χώρα η καύση του μείγματος. Ανάλογα με τη σχεδίαση, μπορεί να έχει διάφορα σχήματα (κοίλος τύπου Heron, επίπεδος, ημισφαιρικός, ή διπλά ημισφαιρικός).
Η σχεδίασή του επηρεάζει καθοριστικά την απόδοση του κινητήρα. Στους σύγχρονους βενζινοκινητήρες, ο θάλαμος καύσης είναι συνήθως ημισφαιρικός ή διπλά ημισφαιρικός, με τις βαλβίδες να σχηματίζουν δίεδρη γωνία, λύση που εξασφαλίζει την καλύτερη θερμοδυναμική απόδοση.