Element górnej części silnika, stanowiący zamknięcie komory spalania, będący często korpusem dla mechanizmu rozrządu, a tym samym dla zaworów. W głowicy znajduje się również szereg kanałów olejowych i chłodniczych oraz różnego rodzaju czujniki, m.in. ciśnienia oleju i temperatury płynu chłodzącego. Głowice silnika wykonuje się z aluminium lub żeliwa. Głowicę z kadłubem silnika łączą śruby, a pomiędzy tymi elementami znajduje się uszczelka głowicy.
Niezależnie od materiału, z którego została wykonana głowica, jej największym wrogiem są nagłe zmiany temperatur. Uszkodzenia głowicy mogą powodować przede wszystkim przegrzania jednostki napędowej. Zwykle na skutek poważnych ubytków płynu w układzie chłodzenia.
Naprawę rozpoczyna sprawdzenie szczelności tzw. płaszcza wodnego, poprzez tłoczenie do wnętrza głowicy wody pod ciśnieniem 5,5 atmosfery i temperaturze około 80 st. C. Metoda ta pozwala na szybkie zorientowanie się, czy warstwa zewnętrzna głowicy jest szczelna.
Uszkodzenia zewnętrzne są łatwe do naprawy. Zazwyczaj lokalizuje się je przy gniazdach zaworów. Te są bowiem najbardziej narażone na skokowe zmiany temperatury. Naprawa polega na spawaniu i frezowaniu powierzchni pęknięcia oraz przeprowadzeniu kolejnej próby wodnej szczelności głowicy. W etapie końcowym naprawy wytacza się nowe łoże pod wałek rozrządu.
Uszkodzenia te są trudne do zlokalizowania. O ich powstaniu mogą świadczyć czynniki pośrednie. Jednym z nich, objawiającym się powstaniem białego osadu pod korkiem wlewu oleju, jest np. przedostawanie się cieczy chłodzącej do układu smarowania. Zbliżony objaw daje również pęknięcie uszczelki pod głowicą. Czasami jednak nieszczelności w głowicach powodują wyrobione zawory (naprawa polega na ich przeszlifowaniu). Równolegle montuje się również nowe prowadnice zaworowe i uszczelniacze (nie opłaca się ich regenerować). Kompleksową naprawę głowicy kończy szlifowanie jej podstawy i ponowna próba szczelności.
Pęknięcia głowic żeliwnych są diagnozowane poprzez włożenie do specjalnego pieca nagrzanego do temperatury 800-1.000 st. C (uszkodzenia żeliwa są bardziej widoczne po jego rozgrzaniu). Pęknięcia są następnie spawane specjalną elektrodą żeliwną, a następnie usuwany jest nadmiar spawu. Po wyszlifowaniu zaspawanej powierzchni, sprawdzana jest szczelność płaszcza wodnego.
Jeszcze inaczej wygląda naprawa starszych typów żeliwnych głowic silników wysokoprężnych, wyposażonych w tzw. komory sprężania (z niewymienialnymi gniazdami zaworów). Naprawa polega na uzupełnianiu ewentualnych ubytków żeliwa (tzw. napawaniu), za pomocą specjalnej grubej elektrody. W niektórych przypadkach, kiedy doszło po poważnego osłabienia struktury metalu – np. na skutek wytrącania się cząsteczek węgla przy długotrwałej eksploatacji w różnych temperaturach, głowice żeliwne nie nadają się do naprawy. Konieczna jest wymiana na nową lub regenerowaną.
Ceny napraw głowic aluminiowych są uzależnione od liczby zaworów. Regeneracja tych elementów w silnikach ośmiozaworowych może być nawet dwukrotnie tańsza, niż w przypadku głowicy w silnikach 16-zaworowych. W starszych typach samochodów z żeliwnymi głowicami silników, nie opłaca się ich naprawiać – koszt kupna regenerowanego elementu jest niższy, niż kompleksowo przeprowadzonej naprawy.