米勒循環發動機是基於奧托循環的增壓四沖程發動機。它最早於1940年代由美國機械工程師Ralph Miller申請專利，但直到1990年代日本馬自達將其應用於其大型房車系列Millenia，這種發動機設計才開始被世界廣泛知曉。
它是如何工作的？
壹般來說，奧托循環發動機的工作原理是基本的四沖程模式:進氣(混合燃料和空氣通過壹個或多個進氣門噴入氣缸)、壓縮(混合燃料和空氣被壓縮)、點火(混合燃料和空氣在壓縮沖程頂點附近被火花塞點燃)和排氣(燃燒後的廢氣通過壹個或多個排氣門排出氣缸)。
由於其結構簡單，燃料和廢氣利用率低，將逐漸被市場淘汰。
米勒循環發動機摒棄了傳統的復雜連桿結構，代之以氣門正時來制造這種效果。解決方法是在吸氣沖程結束時延遲關閉氣門，這樣會“吐出”壹部分吸入的混合氣，然後關閉氣門，開始壓縮沖程。
簡單地控制壹個氣門的開啟和關閉的時機，就造成了膨脹比大於壓縮比的效果，所以與傳統的奧托循環發動機相比，廢氣中所含的能量可以再次得到充分利用，這也是現在車企喜歡使用米勒循環發動機的原因之壹。