При работе шатуны подвергаются знакопеременным нагрузкам от газовых и инерционных сил. Шатун имеет поршневую (верхнюю) головку и кривошипную (нижнюю) головку шатуна. Стержень обычно двутаврового сечения. Шатуны изготавливаются горячей штамповкой из стали с присадкой никеля, хрома, марганца, а также литьем из ковкого перлитного чугуна с шаровидным графитом. Для повышения прочности шатуны подвергают термообработке, дробеструйной обработке, а в некоторых случаях полировке. В перспективе применение в качестве материалов титановых сплавов, композитных материалов и алюминиевых сплавов. Поршневая головка при плавающем пальце имеет бронзовую втулку. В некоторых случаях (двухтактные двигатели) в них устанавливаются игольчатые подшипники. В двигателях с запрессованным или закрепленным в головке поршневым пальцем втулки не требуются.
Кривошипная головка шатуна обычно изготавливается разъемной с плоскостью разъема перпендикулярной оси шатуна. Из условий монтажа кривошипная головка шатуна должна свободно проходить в цилиндр. Поэтому в некоторых двигателях разъем кривошипной головки делается под углом, что позволяет увеличить диаметр шатунной шейки. Фиксация крышки кривошипной головки шатуна чаще всего производится обработанными с повышенной степенью точности поясками шатунных болтов. Однако существуют и другие способы фиксации: шлицевым разъемом или "колотым шатуном." В последнем случае заготовка шатуна выполняется неразъемной. В зоне разъема делается ослабление сечения путем выполнения прорези или отверстий, и затем охлажденная кривошипная головка раскалывается на две части. Поверхность разлома обеспечивает идеальную фиксацию крышки шатуна.