O ciclo Miller é unha variación do ciclo Otto na que se utiliza un cilindro máis grande do habitual, auméntase a relación de compresión mediante un compresor mecánico e cámbianse os momentos de apertura e peche das válvulas de escape. Outra modificación é a utilización dun intercooler na admisión. Trátase dun proceso de combustión usado en motores de catro tempos de combustión interna. Foi patentado polo enxeñeiro norteamericano Ralph Miller, na década dos anos 1940.
Este tipo de motor foi usado por primeira vez en embarcacións e en plantas de enerxía, pero foi adaptado por Mazda para o seu motor KJ-ZEM V6, usado no sedan Millenia. Recentemente, Subaru combinou o ciclo Miller nunha disposición horizontal de catro cilindros para un motor híbrido "Turbo Parallel Hybrid", para o seu automóbil B5-TPH.
Tradicionalmente o motor de ciclo Otto usa catro tempos (admisión, compresión, explosión e escape), dos que existen dous con alta potencia: alto consumo de potencia na compresión, e alta produción de potencia na explosión. Gran parte da perda interna de potencia nun motor débese á enerxía requirida para efectuar a compresión da mestura de combustible no tempo de compresión, polo que sistemas que poidan reducir este consumo de enerxía poden outorgar unha maior eficiencia.