目前，国内外汽车使用天然气时，都是将原来的汽油车或柴油车的发动机进行改装，以适应燃烧天然气。按燃烧天然气的特点专门设计、制造的发动机还比较少。根据汽油机和柴油机工作原理不同，改用天然气的工作方式可以有以下几种:
1、汽油车的改装
使用天然气作为燃料的工作原理与原来的汽油机相同。将高压气瓶中储存的天然气经过减压后送到混合器中，在此与空气混合，进入汽缸。仍然使用原汽油机的点火系统中的火花塞点火。原汽油机的压缩比不改变，原来发动机的结构基本不变，只是另外加上天然气的储气瓶、减压阀及相应的开关。改装费用较低，而且用天然气或汽油两种燃料都可以工作虽然天然气的抗爆性很好，允许在较高的压缩比下工作，但因为在改装时为了使原发动机仍可用汽油工作，故原发动机的压缩比没有改变，发动机的功率要损失10%～20%。为了减少功率损失，可在改装时把原来汽油机的压缩比提高(最简单的办法是将汽缸盖刨去一部分)，并改变点火提前角以适应天然气的工作需要。这样虽然可以减少工率损失，但再用汽油工作时将会有产生爆震的危险，甚至于不能工作。难以回到原来的汽油机工作方式。所以目前汽油车改装时，发动机的压缩比一般保持不变。
2、柴油汽车的改装
可以有两类方法。第一类方法是原柴油机结构基本不变，按电点火方式改装，即按汽油机的工作原理(奥托循环)工作。把原来柴油机的燃料系统全部去掉，将压缩比降低到天然气所能承担的数值(比汽油机高，一般为(8～10)∶1)除了要装天然气燃料系统的部件--储气瓶、减压阀、混合器等之外，还要再加上电点火系统，成为只燃烧天然气的单燃料天然气汽车。这种改装方法比较简单、技术比较成熟，但不能再用柴油工作，而且发动机功率损失较大，只有原来柴油机的65%～70%左右。
第二种方法是原来柴油机的燃料系统不变，再加上和上面相同的天然气燃料系统，一般压缩比不用改变。发动机汽缸吸入空气和天然气的混合气后，由原来的柴油喷油器喷入少量的柴油作为引燃用。柴油压燃着火以后，点燃了天然气和空气的可燃混合气进工作，这就是双燃料天然气发动机。
其基本工作原理为：启动时用全柴油，加负荷时空气与燃气混合器的负压传到膜片机构上，通过泵杆将柴油高压油泵齿条限上，此时司机再踏下油门踏板时就只增加天然气燃料的流量。
双燃料的工作方式不仅不会损失功率，而且由天然气的燃烧性能好，还可比原来的柴油机的功率略有增加。
这是因为柴油机的压缩比高，原来的过量空气系数较大的缘故。这种改装方式对原柴油机的变动最少，而且在天然气供应不足时还可以转为全柴油工作。但这种工作方式在中、低负荷时，经济性和排放都不太好。因此，在不另外增加克服这些不足的手段时，不适用于城市公共汽车。最好是那些长时间处于中、高负荷的汽车和长途运输汽车使用这种改装方式。
现代技术先进的汽车燃料系统大多是用电脑控制的电子燃料喷射系统。就是用电脑根据使用的工况自动地改变电子喷身阀所喷出的汽油或柴油的时间、流量以及点火时间。如改用天然气作为燃料，需要将汽油或柴油的电子喷射阀换成或另外加装天然气电子喷射阀，再改动电脑的控制软件的等程序，就可以成为燃烧天然气的天然气发动机。当然，天然气燃料系统中的其它部件和储气瓶、减压阀等还是不可少的。
