เพลาลูกเบี้ยวเป็นส่วนประกอบหนึ่งของเครื่องยนต์ลูกสูบ หน้าที่ของมันคือควบคุมการเปิดและปิดของวาล์ว แม้ว่าเพลาลูกเบี้ยวจะหมุนด้วยความเร็วครึ่งหนึ่งของเพลาข้อเหวี่ยงในเครื่องยนต์สี่จังหวะ (เพลาลูกเบี้ยวหมุนด้วยความเร็วเท่ากับเพลาข้อเหวี่ยงในเครื่องยนต์สองจังหวะ) แต่โดยทั่วไปแล้วเพลาลูกเบี้ยวจะหมุนด้วยความเร็วสูงและต้องการแรงบิดมาก ดังนั้นการออกแบบเพลาลูกเบี้ยวจึงต้องมีความแข็งแรงและรองรับน้ำหนักได้สูง โดยปกติแล้วจะทำจากโลหะผสมคุณภาพสูงหรือเหล็กผสม การออกแบบเพลาลูกเบี้ยวมีบทบาทสำคัญมากในการออกแบบเครื่องยนต์ เพราะกฎการเคลื่อนที่ของวาล์วมีความสัมพันธ์กับกำลังและลักษณะการทำงานของเครื่องยนต์
เพลาลูกเบี้ยวต้องรับแรงกระแทกเป็นระยะๆ ความเค้นสัมผัสระหว่างลูกเบี้ยวกับแกนหมุนมีขนาดใหญ่มาก และความเร็วในการเลื่อนสัมพัทธ์ก็สูงมากเช่นกัน ดังนั้นการสึกหรอของพื้นผิวการทำงานของลูกเบี้ยวจึงค่อนข้างรุนแรง ในสถานการณ์เช่นนี้ แกนเพลาลูกเบี้ยวและพื้นผิวการทำงานของลูกเบี้ยวควรมีความแม่นยำของขนาดสูง ความเรียบของพื้นผิวต่ำ และความแข็งแกร่งที่เพียงพอ รวมถึงควรมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงและการหล่อลื่นที่ดีด้วย
โดยทั่วไปแล้ว เพลาลูกเบี้ยวจะขึ้นรูปจากการตีขึ้นรูปเหล็กกล้าคาร์บอนหรือเหล็กกล้าอัลลอยคุณภาพสูง แต่ก็อาจหล่อขึ้นรูปจากเหล็กหล่ออัลลอยหรือเหล็กหล่อกราไฟต์ได้เช่นกัน พื้นผิวการทำงานของแกนเพลาและลูกเบี้ยวจะถูกขัดเงาหลังจากการอบชุบความร้อน
