Le valvole laterali sono solitamente situati su un lato del cilindro (s). Una cavità nella testa del cilindro crea un corridoio di collegamento delle valvole e la camera di combustione. L’ingranaggio della valvola comprende un albero a camme che gestisce le valvole tramite punterie semplici, senza ulteriori armamentario (come aste, bilancieri, valvole in testa o alberi a camme in testa ).

La disposizione valvole laterali era una volta il più comune in tutti i settori a motore (autotrazione, agricolo, marittimo, aereo e altri), ma da allora è stato scelto a favore nella maggior parte delle applicazioni multicilindrici, quali il settore automobilistico e aeronautico. Tutt’oggi la tecnica di un motore Flathead viene ancora comunemente utilizzata per molti piccoli motori in applicazioni di uno e di due cilindri, come rasaerba , motozappe e motocoltivatori.

I principali vantaggi di un motore a valvole laterali sono la semplicità, affidabilità, economicità, la compattezza, il potere a bassa velocità di risposta, a basso rumore del motore meccanico e insensibilità a combustibile a basso numero di ottani. L’assenza di un complicato OHV permette un motore compatto che è più economico da produrre, come la testa del cilindro può essere poco più di una semplice fusione dei metalli.

Un importante vantaggio del motore a valvole laterali è che, se una valvola dovrebbe scendere, si avverrebbe danni limitati, un motore può spesso operare in modo sicuro con una valvola rotta. In confronto, un motore OHV o OHC può subire danni a pistoni con rottura del motore quando la valvola scende o viene “inghiottita”.

I principali svantaggi di un motore a valvole laterali sono poveri del flusso di gas, scarsa forma della camera di combustione, e basso rapporto di compressione, i quali comportano una potenza bassa.

La configurazione valvole laterali rende gas di aspirazione e scarico seguono un percorso tortuoso, con bassa efficienza volumetrica, o “cattiva respirazione”. Sebbene un motore valvole laterali può operare in sicurezza ad alta velocità, la sua efficienza volumetrica deteriora rapidamente, in modo che potenze elevate non sono realizzabili in velocità. L’alta efficienza volumetrica era meno importante per le automobili perché i loro motori di rado sostenevano le alte velocità; ma i progettisti che cercavano valori di coppia superiori dovettero abbandonare la valvole laterali.

Poiché lo scarico segue un percorso complicato per lasciare il motore, vi è la tendenza per il motore al surriscaldamento . In un motore a T-head , un motore a valvole laterali ha una configurazione a flusso incrociato, così i gas di scarico escono sul lato opposto del cilindro della valvola di aspirazione.

Un tipico motore a testa piatta utilizzato dalla Harley Davidson aveva una cilindrata di 45 pollici cubici (742 cc) e prodotto circa 22 cavalli di potenza.