Batni motor uporablja bate za pretvarjanje kemične energije v mehansko gibanje. To naredi tako, da sežge gorivo in nato vroč plin usmeri tako, da pritisne na bat. Bat je povezan tako, da bo začel vrteti krožno ročično gred; ko je bat dosegel konec svojega hoda, se bo vrnil v prvotni položaj, ne da bi s seboj pripeljal ročično gred. V preteklosti sta bili najpogostejši tipi batnih motorjev parni stroj in motor z notranjim zgorevanjem. Količina moči, ki jo oddaja batni motor, je povezana s celotno notranjo prostornino njegovih valjev.
Prvi primer batnega motorja, ki je bil v široki uporabi, je bil parni stroj. V začetku 19. stoletja so britanski inženirji razvili zasnove parnih strojev, ki so zagotavljali dovolj moči, da bi tekmovali z vodnimi kolesi. To moč je bilo mogoče uporabiti za različne namene daleč od rek – parni stroji so kmalu našli pot v tovarne, železniške lokomotive in ladje in so bili gonilna sila prve industrijske revolucije.
V teh parnih strojih se premog sežiga, da oskrbi toploto za vrelo vodo. Nastala visokotlačna para se nato vlije v cilinder z batom v njem. Bat se potisne na konec cilindra in obrača ročično gred preko ojnice. Na tej točki ventil usmeri paro stran od cilindra, tako da ne deluje več na bat. Zdaj, ko se ročična gred premika, lahko njen zagon povleče bat nazaj v prvotni položaj in cikel se lahko začne znova.
Druga vrsta batnega motorja je motor z notranjim zgorevanjem. Motor z notranjim zgorevanjem pridobiva toploto iz kemičnega goriva, kot je bencin, ki se zgoreva v njegovih valjih. Sesalni ventili omogočajo dotok zraka, preden se gorivo zgori. Prav tako izpušni ventili omogočajo, da plini izstopijo iz motorja po končanem zgorevanju. Uplinjači ali vse pogosteje injektorji goriva omogočajo pravilno mešanico goriva in zraka za idealno zgorevanje.
Pri motorju z notranjim zgorevanjem so bati mehansko povezani z ročično gredjo – če se en bat premika, se morajo vsi drugi bati premikati z njim. Njihovi položaji pa so razporejeni tako, da medtem ko se en bat zgoreva, lahko drugi izpušča pline. Ta konfiguracija vodi do manj sunkovitih batnih motorjev, ker se moč proizvaja v več kot enem delu celotnega cikla. V avtomobilih imajo motorji z notranjim zgorevanjem običajno od štiri do osem valjev.