本田K20系发动机基本上是由S2000 F20C所开发而来的一款铭机，而K20A是K系列的第一款发动机，采用与F20C相同的的小角度气门夹角汽缸上座，同时改为前吸后排的反置式设计，借以提升K20A这种高转NA发动机的吸排气顺畅度，马力输出获得最佳的配置方式，此外，K20A在进、排气方面上采用了i-VTEC系统，也就是在进、排气两侧均设置小角度VTEC系统以外，再加上在进气凸轮轴加上可变汽门正时系统，两者合而为革新的i-VTEC系统。K20A发动机自2001年推出至于已有10年的之久，当中已历经三代的进化，第一代为EP3及DC5 Type-R上的K20A。K20A是当时本田新开发的主力发动机，红头K20A采用了i-VTEC技术，改善油耗及强化低速扭力表现，至于反置发动机亦是本田车厂的一大突破，厂方表示这种发动机放置方式能助缩短排气行程，借以提升马力输出。在86 x 86mm的缸径x冲程设计下，1998c.c.的K20A能够爆发出220hp/8000rpm以及21.0kgm/7000rpm的输出，性能已比B系列发动机大幅提升了。
随着Euro-R Accord CL7的面世，第二代的K20A也随之而推出，进一步改良了第一代的缺点而使之更为完善，改善的地方包括有水路冷却不足、进气歧管设计所引致的气流阻力问题等。此外，为了弥补CL7车身重量（1390kg）的问题，二代K20A的22.5kgm峰值扭力提前在6700rpm出现，让发动机在低中转时的扭力更为充沛。此外，二代的K20A在进气、汽缸头、水泵浦、油底壳等均经过改良，也就是说除了凸轮轴、活塞、连杆等主要构成部件外，二代的K20A有六成零件是全新开发的，使得马力输出也达到220hp/8000rpm。在2007年末本田推出Civic Type-R FD2，K20A发动机再度作出进化成第三代，可说是本田原厂目前最强的红头发动机，以二代作为基础，将整个汽缸头部分运用与NSX相同的技术加以打磨内壁，减低阻力以确保发动机的进排气更为顺畅，进气亦运用上二代时相同的的长歧管设计，维持较短而直接的进气。此外，首次在Type-R车系上出现了电子油门系统，节气门口径由以往的62mm扩大至64mm。燃烧室的容量也有些微修改，使得压缩比由过去的11.5提高至11.7，而排气头段亦经过平滑处理，强化发动机的排气效率。此外，电脑系统也被重新编写，在这些改良之后，FD2 Type-R的K20A发动机马力提升至225hp/8000rpm，扭力输出亦达到21.9kgm/6100rpm。
K20A发动机源自于S2000上的F20C，拥有深厚的赛车血缘，加上本田多项技术的加装，因此才能够成为新一代的NA 2.0L铭机。K20A为一具高转速的高性能发动机，而设计者为了平衡扭力与高转马力的综合性能，因此K20A采用了缸径x冲程86 x 86mm的正方体汽缸结构，整个汽缸与燃烧室的压缩比高达11.7 :1（FD2），有助于强大动力的爆发以及大马力的输出表现。一般说来，采用长冲程设计的发动机，其峰值扭力出现得较早，这是由于活塞在汽缸内跑一次的距离较长，故产生的动力加速力更大，也就代表这是扭力重视形发动机，其优点是起步加速爆发力强，但缺点却是极速不能做到很高。至于短冲程设计的发动机，由于活塞每次往复的行程短，故可以跑得很快，有利于提升极速，但由于每次往复所产生之动力加速力较低，故需要更高的转数才能获得足够的动力输出。而K20A采用的正方形结构，刚好就平衡了扭力与极速的需求，且设定又偏向于高转形取向，86mm的大缸径在燃爆时有较大的接触面积，有利于大马力表现。故简单点来说，K20A就是一具重视高转大马力的发动机。
本田的i-VTEC技术结合了VTC可变汽门正时与VTEC可变汽门扬程两项技术，造就出小排气量却能产生大动力的高性能市售发动机。为了对应大马力与高转速输出，K20A内部的活塞采用高强度材质制造，以承受强大的爆发力，且活塞表面附有能够有效减低摩擦和阻力的特殊镀膜涂层，在进行往复运动时有助提升活塞之运动顺畅度及速度，同时另设机油喷嘴以为活塞本体进行冷却。至于活塞连杆的长度则为139mm，长度冲程比为1.62：1，其强度及扭力表现绝对比过往的本田名机如B系列等（如B18C的也仅为1.58：1）为佳。因应整体之强度因素以作考虑，曲轴也是以锻造来换取高强度以承受高转运转的输出。另外，为了抑制震动并提升整体之承受力，轴承盖设计也是采用各缸相连的结构，难怪日本改装达人说K20A的缸体强度为日系发动机中难得之辈，甚至有说其缸体强度比RB26有过之而无不及。
目前市面上出售的K20A发动机大多来自DC5上的红头发动机，由于货源较多，因此取得也比较容易，但还是以最新的FD2上的发动机为最优异。至于i-VTEC就是在VTEC的基础上再加入VTC系统组合而成的。VTC也就是Variable Timing Control进气门相位角连续性控制系统，这是一组进气门凸轮轴正时可变控制机构，透过ECU控制程式而对进气门的开启/关闭进行精密之控制。正确点来说，就是以油压控制的方式让进气门正时随着发动机转速之提升而提前，从而获得最佳的进气效率，其最大作动角度为50度，VTC的出现有效解决了过往F20C最大马力出现较晚的缺点。另外，K20A同时将气门摇臂改为滚珠轴承结构，免除了旧式发动机需要定时调整气门间隙之问题。?
FD2上的第三代K20A在进、排气道部分都有初步打磨平整化的施工，用以提升发动机的效能，这是市售发动机少见的作法。
K20A的缸径x冲程为86 x 86mm的正方体汽缸结构，兼顾扭力与高转速的设定，因此造就出更均衡的性能表现。
曲轴轴承盖设计采用各缸相连的结构，主要目的是为了抑制震动并提升整体之承受力，因此强度部分表现相当优异。
分辨前后期K20A最快的方法就是看进气歧管，前期DC5的歧管较短且口径较小，而后期FD2除了口径较大外也比较直且长，有利于空气进入发动机的速度。
分变新旧款K20A另一个方式就是辨别冷却水管的位置，在本体中央的是新款FD2，而旧款DC5则是在靠近歧管的位置。
