基本結構
絕緣體必須具有良好的絕緣性和導熱性、較高的機械強度，能耐受高溫熱沖擊和化學腐蝕，。殼體是鋼制件。殼體六角螺紋的尺寸已納入ISO國際標準�；鸹ㄈ�電極包括中心電極和側電極，兩者之間為火花間隙。間隙的大小直接影響著發(fā)動機的啟動、功率、工作穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。合理的間隙與點火電壓有關。電極材料必須具有良好的抗電蝕（火花燒蝕）和腐蝕（化學—熱腐蝕）能力，并應具有良好的導熱性。中心電極與接線螺桿之間是導體玻璃密封劑，既要能夠導電，也要能承受混合氣燃燒的高壓，同時保證其密封性。
結構變形
由于火花塞與發(fā)動機之間的相互關系，使日新月異的發(fā)動機技術必然要促進火花塞的不斷創(chuàng)新。通過歷史的發(fā)展與進步，可以看到火花塞結構的演化與變遷。
1、標準型與突出型火花塞
標準型火花塞是絕緣體裙部端略低于殼體螺紋端面的單側電極火花塞，它采用了側置氣門式發(fā)動機應用最廣泛的傳統(tǒng)發(fā)火端結構。為區(qū)別于后來出現(xiàn)的“突出型”，此結構被稱為“標準型”。
突出型火花塞最初是為頂置氣門式發(fā)動機配套設計的，它的絕緣體裙部突出殼體螺紋端面伸入燃燒室內(nèi)。在燃燒的混合氣中吸收較多熱量，怠速時有較高的工作溫度，避免污損；高速時由于氣門頂置，吸入的氣流對準絕緣體裙部，將其冷卻，使最高溫度提高不多，因而熱范圍較大。突出型火花塞不適用于側置氣門式發(fā)動機，因其進氣道拐彎多，氣流對絕緣體裙部冷卻作用不大。
從點火效果考慮，電火花應該在混合氣流動最好的地方跳過。發(fā)動機燃燒室不同的結構設計要求不同的最佳點火位置。點火位置可以理解為火花間隙在燃燒室內(nèi)的位置，即火花塞中心電極端面至殼體端面的距離。
普通突出型火花塞的點火位置為3mm，越野賽車和大排量摩托車使用的“超突出型”火花塞，點火位置可達7～10mm。點火靠近燃燒室中心部位，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x縮短，從而將縮短燃燒周期并減小壓力變化的幅度，有利于提高發(fā)動機的動力性。
2、單側極與多側極火花塞
傳統(tǒng)單側極火花塞有一個明顯的缺陷，即側電極蓋住了中心電極。當兩極間高壓放電時，火花間隙處的混合氣將吸收火花熱量并因電離被激活而形成“火核”�；鸷诵纬傻膱鏊�一般在接近側電極處，熱量將較多地被側電極吸收，即電極的“消焰作用”，它減少了火花能量，降低了跳火性能。
于是，在上世紀20年代，出現(xiàn)了三側極火花塞。與單側極相比，多側極的火花間隙由多個側電極的斷面（沖成圓孔）和中心電極的圓柱面構成，這種旁置式的火花間隙消除了側電極蓋住中心電極的缺點，增加了火花的“可達性”，火花能量較大，較容易深入汽缸內(nèi)部，有助于改善混合氣燃燒狀況并減少廢氣排放。由于多側極提供了多個跳火通道，因而延長了使用壽命，提高了點火的可靠性。這里必須指出，放電的瞬間只能是一條通道跳火，不可能多側極同時跳火。高速攝影的放電過程證明了這一點。
國產(chǎn)火花塞型號中的后綴字母（熱值數(shù)后面的字母）D、J、Q分別表示雙側極、三側極、四側極。
3、鎳基合金與銅芯電極火花塞
對伸入燃燒室電極的最基本要求是耐燒蝕（電蝕和化學腐蝕）和良好的導熱性。
隨著材料科學和工藝技術的發(fā)展，電極材料經(jīng)歷了鐵、鎳、鎳基合金、鎳-銅復合材料、貴金屬的演化過程�，F(xiàn)在用得最普遍的是鎳基合金。通常，純金屬的導熱性優(yōu)于合金，但純金屬（例如鎳）對燃燒氣體及其形成的固狀沉積物的化學腐蝕反應比合金靈敏。因此電極材料采用鎳基加入鉻、錳、硅等元素，鉻提高抗電蝕能力，錳和硅提高耐化學腐蝕能力，特別是對危害性很大的氧化硫的抗腐蝕能力。鎳基合金的導熱性不如銅，采用銅芯并將其外表裹以鎳基合金（或其他貴金屬合金）將大大改善電極的導熱能力。
國產(chǎn)火花塞型號后綴中的C代表銅芯中心電極，CC代表雙銅芯電極。
4、普通型與電阻型火花塞
火花塞作為火花放電發(fā)生器，是一種寬帶連續(xù)型的電磁輻射干擾源。為了抑制因跳火產(chǎn)生的電磁輻射對無線電場的強干擾，保護無線電通訊并防止車載電子裝置的誤動作，世界各國自上世紀60年代以來，加快了電阻型火花塞的開發(fā)。我國也發(fā)布了一系列強制性電磁兼容的國家標準，對于火花塞點火發(fā)動機驅動的車輛裝置無線電干擾特性作了嚴格的限制，因此對電阻型火花塞的需求也大為增加。電阻型火花塞在結構上與普通型沒有大的區(qū)別，僅僅是將絕緣體內(nèi)的導體密封劑改為電阻密封劑。
5、空氣間隙與沿面間隙火花塞
迄今為止，火花塞跳火主要有兩種方式：一種是脈沖高電壓作用下，擊穿存在于中心電極與側電極之間的空氣間隙產(chǎn)生電火花；另一種是沿面跳火，即放電路線是沿中心電極與側電極之間的絕緣體表面進行的。前者放電距離短，跳火性能差，傳統(tǒng)單側極火花塞尤甚。因為空氣間隙的大小受電源電壓的制約，一般為0.6～0.9mm左右。較短的放電距離使火核沒有充分的“發(fā)育”，熱量也較多地被側電極吸收，降低了火花的能量。若加大空氣間隙，則需要提高點火電壓，易導致“失火”。沿面放電發(fā)生于絕緣體陶瓷表面和空氣的交界面，陶瓷表面電場發(fā)生畸變會增大局部場強，導致局部先發(fā)生放電，由此促使放電的進一步發(fā)展，直至電極間隙擊穿。這種放電機理使沿面間隙比同寬度空氣間隙的擊穿電壓降低。若在相同擊穿電壓下，沿面間隙比空氣間隙的放電距離長。較長的放電距離能大大提高火花的能量。因為火花放電是由能量密度非常不一樣的2部分組成，即電容放電部分和電感放電部分。前者具有高能密度，電壓高，能在極短時間內(nèi)放出；后者能量密度小，但在較長時間起作用。從電火花能量分布可看出電感部分的能量是電容部分的20～30倍，是名副其實的“熱焰”，對加熱周圍混合氣而形成火核起主要作用。電感部分持續(xù)時間越長，著火性越好。加長放電距離將降低側電極的“消焰作用”。電火花沿絕緣體表面燒盡油污積炭，避免電極之間的跨連，也避免絕緣體和殼體之間因附著燃燒沉積物導致電流泄漏的現(xiàn)象，保證怠速工況下的點火可靠性。沿面間隙型火花塞的絕緣體沒有裙部，不能迅速吸收燃燒室的熱量，是一種極冷型火花塞。用途較廣的是將“沿面間隙”和“空氣間隙”結合在一起的“滑動—空氣間隙”，絕緣體裙部與側電極之間是空氣間隙。跳火時火花從絕緣體表面“滑”過再跳向側電極。由于絕緣體表面電場畸變使擊穿電壓降低。這種火花塞的絕緣體有正常的裙部，因而能適應不同的熱負荷。
6、平座型與錐座型火花塞
所謂平座型，即火花塞安裝座（殼體大圓柱端面）為平面，安裝時該平面與汽缸之間有彈性密封墊圈。某些發(fā)動機為了更緊湊或布置更多的零件（如增加氣門），沒有給火花塞留下較大的安裝空間，這就迫使火花塞縮小徑向尺寸，甚至取消外密封墊圈，用“錐座”代替了“平座”。
7、貴金屬火花塞
采用鎳基合金電極的普通火花塞已越來越不適應大功率、高轉速、大壓縮比的現(xiàn)代發(fā)動機的需要。為了使火花塞具有更高的點火性能和使用壽命，人們開始瞄準貴金屬（鉑、銥、釔等），將其用于電極并相應改進發(fā)火端的結構。貴金屬具有極高的熔點，鉑金熔點2042K、銥金2716K。加進某些元素（如銠、鈀）后，具有極高的抗化學腐蝕的能力。將其制成細電極（直徑0.2mm），直接燒結于絕緣體發(fā)火端中，或以直徑為0.4～0.8mm的圓片用激光焊接于中心電極前端和側電極的工作面。這種電極具有強烈的尖端放電效應，在電壓相對較低時也能點火，其火花間隙可加大至1.1～1.5mm。貴金屬使火花塞的性能發(fā)生了質的變化：一是電極的高抗蝕性能夠保持火花間隙長期不變（在16萬km試驗中，鉑電極火花間隙僅增大0.05mm），使點火電壓值穩(wěn)定，發(fā)動機工作平穩(wěn)�；鸹ㄈ�使用過程中無需調整修正火花間隙。二是適宜于冷態(tài)啟動。由于尖端放電，點火容易，提高了發(fā)動機低速工況下的性能。三是減少電極的吸熱和消焰作用，增強火花能量。細小的電極使間隙周圍的空間擴大，增加了混合氣的可達性，使燃燒更充分，排放更低。