Fyrir flugvélahreyfla var fyrsta gerðin sem notuð var stimpilhreyfillinn. Starfsreglan felur í sér að stimpla sem ber þrýsting brennslulofttegunda hreyfist ítrekað innan strokka og þessari hreyfingu er breytt í snúning sveifaráss með tengistöng. Snemma á 20. öld breyttu Wright-bræður fjögurra-strokka, lárétt uppsettum, vatns-kældum hreyfli og notuðu hann með góðum árangri í "Flyer I" flugvélum sínum og luku flugprófinu. Þetta var fyrsta farsæla flugið í mannkynssögunni með vélknúnum, mönnuðum, stöðugri og starfhæfri flugvél.
Seinna, í seinni heimsstyrjöldinni, gengu stimplavélar í gegnum tækninýjungar sem hámarka afköst og rekstrarhagkvæmni. Aflframleiðsla jókst úr innan við 10 kW í um það bil 2500 kW, en eldsneytisnotkun minnkaði úr 0,5 kg/(kW·h) í um það bil 0,25 kg/(kW·h). Á sama tíma jókst bættur rekstrartími úr hefðbundnum tugi eða svo klukkustundum í 2000-3000 klukkustundir. Í lok seinni heimsstyrjaldarinnar var stimpilvélatæknin orðin mjög háþróuð.
Stimplavél samanstendur aðallega af strokkum, stimplum, tengistöngum, sveifarás, ventlabúnaði, skrúfuútdrætti og hlíf. Hylkið er þar sem loft-eldsneytisblöndunni (bensín og loft) er brennt. Stimpillinn snýst aftur og aftur innan í strokknum. Strokkhausinn er búinn kerti (almennt þekktur sem kerti) til að kveikja í blöndunni, auk inntaks- og útblástursloka. Hitastig strokksins er mjög hátt meðan vélin er í gangi, þannig að ytri veggur strokksins hefur marga kæliugga til að auka hitaleiðnisvæðið. Strokkunum er venjulega raðað í geislamyndað eða V-lag á vélarhlífinni. Algengar geislavélar eru með 5, 7, 9, 14, 18 eða 24 strokka.
Með sömu strokka tilfærslu, því fleiri strokka, því meira afl vélarinnar. Stimpillinn snýst aftur og aftur innan í strokknum undir þrýstingi brennslulofttegundanna og þessari hreyfingu er breytt í snúningshreyfingu sveifarássins í gegnum tengistöngina. Tengistöngin tengir stimpilinn og sveifarásinn. Sveifarásinn er sá hluti sem gefur frá sér afli vélarinnar. Þegar sveifarásinn snýst, knýr hann skrúfuna í gegnum afoxunarbúnaðinn og myndar þrýsting. Að auki knýr sveifarásinn einnig nokkur aukabúnaður (svo sem ýmsar olíudælur, rafala osfrv.). Lokabúnaðurinn er notaður til að stjórna tímasetningu opnunar og lokunar inntaks- og útblástursloka.
