汽油发动机气缸中的可燃混合气是由高压电击穿火花塞电极间隙而产生的。击穿火花塞电极间隙时的电压，称为击穿电压。击穿电压与火花塞电极间隙和形状、气缸内混合气压力和温度、电极温度和极性以及发动机工况等因素有关。
（1）火花塞电极间隙与形状 实验证明：电极间隙越大，击穿电压越高。这是因为电极间隙增大时，电极之间气体中的正负离子和电子的运动行程增大，受电场力的作用减小，运动速度降低，动能减小，中性分子不易产生撞破电离，所以需要较高的电压才能击穿电极间隙。
电极形状越尖，电场发射电子越容易，在较低的电压下就可产生弧光放电，所以击穿电压越低；反之，若电极形状越圆，则击穿电压越高。新火花塞电极端部棱角分明，击穿电压较低；长期使用的火花塞，由于电极端部的棱角消失而成圆弧形状，因此击穿电压升高。
（2）气缸内混合气的压力与温度 混合气密度越大（即单位体积中气体分子的数量越多），则离子运动的距离越短，运动速度相对降低，动能相对减小，不易产生碰撞电离，所以击穿电压越高。只有提高加在正负电极上的电压，增大作用在离子上的电场力，使离子运动速度加快，才能产生碰撞电离，使电极间隙击穿而跳火。例如，当正负电极之间施加9000V电压时，在大气中能击穿6mm间隙而跳火；但在发动机气缸中，由于气缸压力高，混合气密度大，因此只能击穿0.6mm左右的间隙。由此可见，气缸压力越高，混合气密度越大，则击穿电压越高。
气体温度越高时，受热膨胀就越大，气体密度则越小。因此，当气缸温度升高时，可燃混合气密度减小，击穿电压降低。
（3）电极温度与极性 实验证明：当火花塞电极温度超过混合气温度时，其击穿电压将降低30%～50%。这是因为电极温度越高，电极周围气体的密度就越小，容易产生碰撞电离；此外，电极温度越高，在相同电场的作用下，发射电子越容易。
击穿电压与火花塞中心电极的极性有关。当受热电极（火花塞的中心电极）为高压电的负极时，由于热电极容易发射电子，因此击穿电压降低，实验证明，击穿电压比中心电极为正极时要降低20%左右。(www.xing528.com)
（4）发动机工况 发动机工况不同，火花塞的击穿电压也不相同，其值随发动机的转速、负荷、压缩比、点火提前角以及混合气成分的变化而变化。
起动发动机时击穿电压最高，当火花塞间隙为0.7mm时可达19kV。这是由于起动时气缸壁、活塞、燃烧室和火花塞电极都处于冷态，吸入气缸的混合气温度低、雾化不良。压缩终了混合气温升不高，因此击穿电压最高。
汽车加速时，由于大量冷混合气突然吸入气缸使火花塞中心电极的温度降低，因此击穿电压较高。当发动机处于大负荷稳定工况工作时，由于气缸压缩终了温度高，加之火花塞的温度也较高，因此击穿电压较低。
发动机高速时，由于气缸内混合气温度和火花塞电极温度都较高，因此击穿电压随转速升高而降低。
综上所述，为了发动机在各种工况下都能可靠点火，点火系统产生的点火电压必须具有一定的储备电压。但是，过高的点火电压又会造成系统部件绝缘困难和成本提高，因此点火电压不能过高，通常限制在30kV以内。
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