用曲柄和滑塊來實現轉動和移動相互轉換的平面連桿機構，也稱曲柄連桿機構。曲柄滑塊機構中與機架構成移動副的構件為滑塊，通過轉動副A、B聯接曲柄和滑塊的構件為連桿（圖1）。機構動動時，如鉸鏈中心B的軌跡mm不通過曲柄的轉動中心OA，稱為偏置曲柄滑塊機構(圖1a)，其中e為偏距。如取不同的構件為機架，又可得到轉動導桿機構（圖1b）、曲柄搖塊機構（圖1c）和移動導桿機構（圖1d）。如再將曲柄搖塊機構中的導桿和滑塊對換，即得到擺動導桿機構(圖1e)。如滑塊B的軌跡mm通過OA，則稱為對心曲柄滑塊機構（圖2）。
曲柄滑塊機構廣泛應用於往復活塞式發動機、壓縮機、沖床等的主機構中。活塞式發動機以滑塊為主動件，把往復移動轉換為不整周或整周的回轉運動；壓縮機、沖床以曲柄為主動件，把整周轉動轉換為往復移動。偏置曲柄滑塊機構的滑塊具有急回特性，鋸床就是利用這一特性來達到鋸條的慢進和空程急回的目的。對心曲柄滑塊機構中（圖2），當OAA=AB時，除D點(AD=AB)的運動軌跡為直線外，連桿上其他點都沿橢圓軌跡運動，這種機構也稱為橢圓儀。曲柄滑塊的運動特性常用曲柄轉角φ與滑塊行程s的關系曲線（圖3）來表示。