从振动学理论角度来说，活塞上下运动一次引擎产生一上一下两次振动，这个振动频率跟引擎转速有关，发动机的振动通常被用多个谐波振动来，其中振动频率和发动机转速相同的叫一阶振动，频率是发动机转速2倍的叫二阶振动，依次类推，还存在三阶、四阶振动。但振动频率越高，振幅就越小，二阶以上可以忽略不计。其一阶振动占整个振动的70%以上，是振动的主要来源。通常平衡轴分为单平衡轴和双平衡轴，顾名思义单平衡轴只能消除上述的一阶振动，但占用空间小，结构简单，被使用在一些小排量引擎上。双平衡轴中第一根转速跟引擎转速相同，而第二根的转速是引擎转速的两倍，用来消除二阶振动，减振效果理想，但结构相对复杂，往往用在大排量引擎上。
