Uma árvore de cames em um motor de combustão interna permite que as válvulas do motor abram e fechem. A árvore de cames é um cilindro que se alinha com os cilindros do motor. Os lóbulos assimétricos da árvore de cames correspondem às válvulas do motor. Conforme o eixo de comando gira, ele abre e fecha as válvulas do motor.
O eixo de comando é conectado ao virabrequim do motor pela correia dentada. A correia dentada e o eixo de comando trabalham juntos para abrir as válvulas em coordenação com o movimento dos pistões. As correias dentadas devem ser verificadas e ajustadas regularmente. Quando uma correia dentada quebra, o eixo de comando para de girar. Quando isso ocorre, os pistões podem atingir uma válvula enquanto ela está fechada, destruindo funcionalmente o motor.
As árvores de cames normalmente têm velocidades variáveis que mudam conforme a velocidade do motor muda. A maioria dos veículos modernos tem duas árvores de cames à cabeça, com uma árvore de cames atribuída às válvulas de escape e a outra às válvulas de admissão. Normalmente, os motores V-6 e V-8 têm duas árvores de cames à cabeça, enquanto os motores menores de 4 ou 6 cilindros em linha têm uma única árvore de cames à cabeça. As árvores de cames duplas permitem ter mais válvulas no motor, o que aumenta o fluxo dos gases de admissão e escape. Este fluxo aumentado aumenta a potência do motor.