光学发动机主要的作用是重点在发动机开发的前期方案验证，热力学开发及性能指标开发过程中体现。核心目标是为了针对发动机前期顶层开发设计CAE仿真结果的验证提供准确的实验数据。
从光学发动机开发的层次上来说，主要是针对发动机的燃烧测试，喷雾测试，排放测试实验数据的实验开发能力。可以全程验证燃烧系统开发，喷油系统开发，机油稀释，排放开发，。
光学发动机也有多重，比如一种叫做燃烧弹的设备，就是研究喷油嘴喷射角度，扇形贯穿距的。有的光学发动机设备是可以用光强判断识别燃烧室爆震方位，比如是在进气侧还是排气侧还是缸间。这个对爆震抑制很有意义。尤其是掌握超级爆炸现象的目前几乎唯一的手段。稍后具体说。另外还有单杠光学发动机，研究关键的油气混合国产的，特别是燃油在缸筒上的积累，减少排放和机油稀释具有很大作用。
发动机这些最根本的正向开发，就是从这些一个一个燃烧，喷油，机油，排放，等等正向仿真建模入手，通过CAE仿真分析气流状态，热力学状态开发等等这些最根本最顶层的设计开始。而CAE，热力学开发这些前期顶层设计时，目前大多依靠虚拟仿真设计。虽然大多是情况下认为仿真结果相对可靠，但是在没有实验数据验证的情况下，仿真永远是仿真。
拿发动机热力学开发为例，虽然热力学开发是一维计算，在计算进排气过程中热效率这个基本问题的时候，能够实现高效高水平发动机设计最重要的地方，有两个决定性因素。一个是开发者的经验和仿真技术，另外一个决定因素就是对于建模之后燃烧状态的输入（这是仿真最根本的前提）。除了前者这种主观经验技术，决定你机头水平最终高低的就是建模的燃烧状态输入。而燃烧状态的数据来源，如果只是靠认为假设，那么和真实情况相去甚远。如果只是靠目前有限的一些手段获取的实验数据，那么也没法逼近真实。这个时候，光学发动机就是决定性的，通过光学发动机的燃烧试验，通过高速摄像机可以获取最接近真实的燃烧数据，让你的热力学开发的最根本的燃烧状态输入得到接近真实发动机的数据。没有这个，无意义碰到死耗子。。抓瞎一样。以前为什么说自主那些山寨机头基本没有这些基础开发能力，就是因为他们大多是都是逆向小日本机头，扫描BM之后和你一样的花冻鸡就完了，这些内部的原理性的东西他们并不需要，造出来，差不多，能用ok了。而知其然，不知其所以然。土鳖正向开发不就是因为可以获取如何设计机头的能力，同时掌握了这些最根本的每一个燃烧，排放，气流等等这些模型和优化方法，摸索之后，才能设计出高效率高性能的机头么。
再举个小栗子，CAE的仿真计算对于直喷机的进排气，尤其是气流的计算其实相对比较准确的。但是气流好算，到了缸体里面，你的汽油是一种非常复杂成分的混合物，各种组分的燃烧状态和数据都是非常复杂难以判断的，甚至在仿真上你都很难模拟如此之多的不同组分的燃烧情况。所以导致CAE虽然大家都能仿真，但是得到的燃烧结果相去甚远。这时候用光学发动机就可以完全的获得CAE需要的这些不同组分综合燃烧过程的实验数据，这样再回来修正你的CAE燃烧部分（这也是最难的部分）的仿真条件，获得更好更优的仿真结果。
这种燃烧，在传统电喷机头的用途上，相对好做。当在直喷上，这个燃烧过程就更加复杂的多的多。所以为什么说光学发动机是研发直喷机头最根本的几乎是唯一的有效手段，就在这里。在直喷上，还有现在排放非常严格的情况下，你还要设计高效率的发动机，就必须要通过光学机头来获取实验数据让仿真优化得到最真实可靠的结果。不断的积累这个仿真-实验-优化条件-仿真-实验。。最终获得你设计的发动机模型的最优结果（说白了就是提高你的升/功率比，或者热效率）。这是正向开发高效率发动机的必经之路。
再举个栗子。超级爆炸。爆震大家都大概知道，一般机头都会遇到这个，解决一般爆震的方法也非常多，控制喷角啊，相位啊等等都可以很好的抑制一般的爆震。但是直喷发动机开发过程中，大概是十年前左右，大众开发1.4的时候小排量遇到过非常奇特的超级爆震现象。这个现象起因抑制都不明，并且没有任何规律，特点还是爆震强度极大，比普通爆震强度大的多的多，对发动机缸体和喷油嘴具有非常大的损坏能力。超级爆炸发现不就，当年土鳖就开展了超级爆震的研究，利用当初土鳖的1.5TGDI项目研究了超级爆炸，利用了当时光学发动机来观察这个现象。也算是较为成功的抓到一丢丢的规律，通过一定的（当时报道的时候也不是特别有效的办法）气门相位条件来降低概率（无法消除）。直喷机几乎都要面对这个问题，都有。所以这个一直都是困扰直喷机开发的世界难题。但是只有依靠光学发动机才有可能捕捉到这个奇特的现象的具体位置，甚至可能是机理。（至今土鳖还在研究。。。）
土鳖玩这个东西也快十来年了，积累了太多的经验。除了一代机当年484j还是AVL帮弄的底子，后面的二代直喷，三代直喷，已经都开始用光学发动机学者从最根本的CAE和热力学开发来做了。并且国外的发动机设计公司巨头，对光学发动机都非常重视。土鳖购买的就是AVL的光学发动机。去问问牛x的AVL这些大公司做高级发动机设计的时候用不用光学发动机就知道了和。人家都生产制造这玩意。至于国内的一些小兵在这些大公司工作给国内主机厂设计点神马燃油系统的，他们根本接触不到核心的正向开发顶层的工作，都是后期的搞搞，也根本接触不到人家的光学发动机的核心价值应用。不用光学花冻鸡，一样可以给cc啊ca这些设计直喷机的，结果大家自己都清楚。