Napełnienie cylindra jest to ilość świeżej mieszanki palnej lub czystego powietrza, która rzeczywiście zostaje wprowadzona do przestrzeni roboczej cylindra w okresie istnienia połączenia pomiędzy jego wnętrzem a układem dolotowym (kanałem dolotowym lub kanałem przelotowym w silniku o wstępnym sprężaniu ładunku w skrzyni korbowej). Rzeczywiste napełnienie cylindra silnika wolnossącego jest tym większe, im mniejsze są opory przepływu w układzie dolotowym, im niższa jest temperatura świeżego ładunku oraz im mniej spalin pozostaje w cylindrze (z poprzedniego przebiegu pracy). W miarę zwiększania prędkości biegu silnika napełnienie cylindra początkowo wzrasta (coraz skuteczniejsze doładowywanie dynamiczne przeważa jeszcze nad wpływem wzrastania oporów przepływu) i po osiągnięciu maksimum (przy prędkości największego momentu) maleje coraz bardziej (wskutek dominującego wpływu rosnących oporów przepływu). Wydatne zwiększenie napełnienia cylindra zapewnia się przez doładowywanie silnika.