Bei einem Flachkopf- oder Seitenventilmotor sind die mechanischen Teile des Ventiltriebs alle im Motorblock untergebracht, und es kann ein „Zylinderkopf“ verwendet werden, bei dem es sich im Wesentlichen um eine einfache Metallplatte handelt, die oben auf den Block geschraubt ist.
Dass sich alle beweglichen Teile im Motorblock befinden, hat bei großen Motoren den Vorteil, dass das Nockenwellenantriebsrad klein ist und daher weniger unter den Auswirkungen der Wärmeausdehnung im Zylinderblock leidet. Bei einem Kettenantrieb für eine obenliegende Nockenwelle könnte die zusätzliche Kettenlänge, die für eine Konstruktion mit obenliegenden Nockenwellen erforderlich ist, ohne häufige Wartung zu Verschleiß und Schlupf in der Kette führen.
Frühe Seitenventilmotoren wurden zu einer Zeit eingesetzt, als die Kraftstoffchemie noch einfach und die Oktanzahl niedrig war und daher niedrige Verdichtungsverhältnisse erforderlich waren. Dadurch war die Brennraumgestaltung weniger kritisch, und es war weniger notwendig, die Öffnungen und den Luftstrom sorgfältig zu gestalten.
Eine Schwierigkeit in dieser Zeit war, dass das niedrige Verdichtungsverhältnis auch ein niedriges Expansionsverhältnis während des Arbeitstaktes bedeutete. Die Abgase waren daher immer noch heiß, heißer als bei einem zeitgenössischen Motor, was zu häufigen Problemen mit verbrannten Auslassventilen führte.
Eine wichtige Verbesserung des Seitenventilmotors war die Einführung von Ricardos turbulenter Kopfkonstruktion. Dadurch wurde der Raum in der Verbrennungskammer und den Öffnungen verkleinert, aber durch sorgfältige Überlegungen über die Luftströmungswege in ihnen wurde ein effizienterer Fluss in und aus der Kammer ermöglicht. Vor allem aber wurde die Turbulenz in der Kammer genutzt, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch gründlich zu vermischen. Dies ermöglichte höhere Verdichtungsverhältnisse und einen effizienteren Motorbetrieb.
Die Grenze für die Leistung der Seitenventile ist nicht der Gasfluss durch die Ventile, sondern die Form des Brennraums. Bei Motoren mit hohen Drehzahlen und hoher Verdichtung besteht die Schwierigkeit darin, eine vollständige und effiziente Verbrennung zu erreichen und gleichzeitig die Probleme einer unerwünschten Vordetonation zu vermeiden. Die Form eines Brennraums mit Seitenventilen, der zwangsläufig breiter ist als der Zylinder, um die Ventilöffnungen zu erreichen, steht im Widerspruch zu einer idealen Form für die Verbrennung und dem geringen Volumen (und der geringen Höhe), das für eine hohe Verdichtung erforderlich ist. Moderne, effiziente Motoren tendieren daher zu Pultdach- oder Hemi-Konstruktionen, bei denen die Ventile dicht in die Mitte des Raums gebracht werden.
Bei geringer Kraftstoffqualität und schlechter Oktanzahl ist das Verdichtungsverhältnis eingeschränkt. In diesen Fällen hat der Motor mit Seitenventilen noch viel zu bieten. Vor allem bei den für einen Markt mit schlechten Kraftstoffen entwickelten IOE-Motoren wie der B-Serie von Rolls-Royce oder dem Land-Rover wird eine komplizierte Anordnung von schräg angeordneten Ventilen, einer schräg zur Bohrung verlaufenden Zylinderkopflinie und entsprechend abgewinkelten Kolben verwendet, um einen kompakten Brennraum zu schaffen, der sich dem Ideal der Halbkugel annähert. Diese Motoren wurden bis in die 1990er Jahre hinein produziert und erst dann endgültig ersetzt, als die im Feld verfügbaren Kraftstoffe immer häufiger Diesel statt Benzin waren.