直噴發動機，也就是燃料分層噴射技術（FSI），借由將燃油由噴嘴徑直噴入氣缸內，達成進一步提升汽油機熱效率以及降低汽油機排放的目的。這項源于柴油發動機的科技當下已被廣泛應用。

FSI 技術運用了兩種各異的燃燒模式，分別是均質燃燒模式和分層燃燒模式。其中，均質燃燒模式指的是于進氣行程的末期向燃燒室內噴射燃油，在進氣行程與壓縮行程當中完成和空氣的充分融合，并在點火之際讓缸內形成相對均勻的混合氣，保障穩定點火。而分層燃燒模式則是在壓縮行程進行燃油噴射，伴隨壓縮行程的推進，燃油與空氣相互混合，直至點火時刻，從火花塞處到缸壁，燃油濃度由濃至稀，確保有效點火，火焰傳播也處于正常狀態，由此提升燃油經濟性。

直噴發動機燃油和空氣混合主要涵蓋噴射引導、壁面引導和氣流引導這三種形式。在噴射引導的方式之下，噴油器布置在缸蓋頂部，火花塞設置在發動機側面，容易在火花塞周邊形成較濃厚的混合氣，適宜分層稀薄燃燒，有著良好的燃油經濟性。壁面引導方式是噴油器側置，火花塞頂置，通過活塞頂部的獨特形狀引導油束運動并與空氣混合，能夠在火花塞周邊形成較大面積的可燃區域。氣流引導方式和壁面引導方式結構相近，更多地用于均質燃燒模式，可以從傳統的 PFI 發動機轉變而來。