Eine Nockenwelle bezeichnet ein Maschinenelement in Stab-Form („die Welle“), auf welchem mindestens ein Nocken (gerundeter Vorsprung) angebracht ist. Die sich um die eigene Achse drehende Welle wiederholt die Drehbewegung durch die angebrachten Nocken und wandelt diese in eine kurze Längsbewegung um. Die Nockenkonturen verlaufen in Standardbauweise parallel zur Nockenwelle, jedoch wurden auch „angeschrägte Nocken“ realisiert.
Die Nockenwellen finden ihre Verwendung in Nockenschaltern und Steuerungen, doch hauptsächlich in Hubkolbenmotoren (Verbrennungsmotoren), wo sie Teil des Ventiltriebes sind. Sie soll die Ein- sowie Auslassventile des Motors im richtigen Moment mit dem richtigen Hub und in genau festgelegter Reihenfolge öffnen und das Schließen ermöglichen, durch die Ventilfeder. Die Motoreigenschaften werden dadurch bestimmt. Der Antrieb der modernen Nockenwelle erfolgt von der Kurbelwelle über das Zahnrad/die Zahnräder, die Zahnriemen oder die Steuerkette(n). Nockenwellen dienen in älteren Einspritzpumpen auch der Kraftstoffzumessung zu den Saugrohren oder Zylindern.
Nockenwellen werden aus Grau- oder Kugelgraphitguss, Vergütungs- oder Nitrierstahl hergestellt und können zum Gewichtssparen hohlgebohrt oder -gegossen sein. Die Lager und Nockenbahnen sind meistens oberflächengehärtet. Auch aus Einzelteilen können Nockenwellen zusammengebaut sein. Die Nocken und Lager werden dabei in die genaue Position gebracht und durch hohen Druck (Wasser) im Rohr festgesetzt.
