バルブを作動させるために円盤の一部に突起を設けた部分と、ジャーナル部とを軸部で連結した回転軸。軸の前端や後端、あるいは中央部に駆動用のスプロケットやギヤを取り付けるフランジ部がある。クランクシャフトと同期して回転し、この突起部(カム部)でタペットやロッカーアームを介してバルブを開閉する。4ストロークエンジンではクランクシャフトの2分の1の回転速度で常時駆動される。まれにユニフローの2ストロークエンジンにも使用されるが、この場合はクランクシャフトと同速で回転する。カム部分の形状(カムプロフィール)により決まるバルブの開閉特性は出力、燃費、排気などのエンジン性能にきわめて大きな影響を与える。カムシャフトの位置や数によりDOHC、SOHC、OHVのようにエンジンを分類することもある。なお、高速の2ストロークエンジンに使用きれるロータリーディスクやロータリーバルブは、カムシャフトとは呼ばない。
