Divtaktu dzinējs ir iekšdedzes dzinēja veids, kas apvieno četras tipiska gāzes vai dīzeļdzinēja darbības divtaktos. Ar benzīnu darbināmus divtaktu dzinējus var atrast tādos priekšmetos kā motorzāģi un piekarināmie motori, savukārt divtaktu dīzeļdzinējus parasti izmanto, lai darbinātu tādas lietas kā lokomotīves un kuģi. Tipiski četrtaktu dzinēji iziet ieplūdes, kompresijas, sadegšanas un izplūdes ciklu. Divtaktu dzinējs veic tās pašas darbības, bet tam ir tikai kompresijas gājiens un sadegšanas gājiens — ieplūde un izplūde ir iekļauti kompresijas un sadegšanas gājienos.
Būtībā divtaktu dzinējs sastāv no virzuļa cilindriskā kamerā. Kompresijas kamera atrodas vienā virzuļa pusē, un karteris atrodas otrā pusē. Aizdedzes svece atrodas kompresijas kameras galā. Ieplūdes un izplūdes atveres atrodas cilindra sienās.
Kompresijas gājiena laikā virzulis saspiež gaisa un degvielas maisījumu, virzoties uz aizdedzes sveci. Tajā pašā laikā karburatorā caur ieplūdes atveri tiek ievilkts cits gaisa, degvielas un eļļas maisījums no karburatora. Kad virzulis sasniedz kompresijas gājiena beigas, aizdedzes svece aizdegas un sākas sadegšanas gājiens.
Kad aizdedzes svece aizdegas, saspiestais gaiss un degviela kompresijas kamerā aizdegas, kas virza virzuli uz leju, lai nodrošinātu sadegšanas gājienu. Virzulim virzoties uz leju, izplūdes atvere tiek atklāta un spiediens cilindrā izspiež izplūdes gāzes; tajā pašā laikā virzuļa kustība saspiež gaisu un degvielu karterī. Kad virzulis sasniedz gājiena apakšējo daļu, ieplūdes vārsts tiek atvērts un karterī esošais degvielas maisījums zem spiediena izplūst cilindrā. Tad kompresijas gājiens sākas no jauna.
Divtaktu dīzeļdzinējs darbojas tāpat, ar vienu būtisku atšķirību: tikai gaiss tiek ievilkts kamerās un saspiests. Degviela tiek iesmidzināta tieši kompresijas kamerā un nekavējoties aizdegas spiediena un temperatūras ietekmē. Divtaktu dīzeļdzinējiem jābūt arī turbokompresoram un kompresoram, lai saspiestu dzinējā ienākošo gaisu, padarot tos lielākus un dārgākus nekā benzīna divtaktu dzinējus.
Degvielas izmantošanas atšķirību dēļ benzīna divtaktu dzinējus izmanto maziem instrumentiem un transportlīdzekļiem, piemēram, zāliena iekārtām un atpūtas ūdens transportlīdzekļiem, savukārt dīzeļdegvielas divtaktu dzinējus izmanto daudz lielākām vajadzībām, piemēram, kuģiem un vilcieniem. Nevienu no tiem parasti neizmanto automašīnās, jo benzīna divtaktu dzinēji nolietojas ātrāk, ir mazāk taupoši un rada lielāku piesārņojumu nekā četrtaktu dzinēji. Parasti arī dīzeļa divtaktu dzinēji ir pārāk lieli standarta automašīnai.