Двигатель ВАЗ-21126, создан на базе двигателя ВАЗ-2112. Увеличение рабочего объема двигателя мод. 21126 до 1,6 л по сравнению с рабочим объемом мод. 2112 достигнуто за счет увеличения хода поршня при неизменном диаметре цилиндра.

Блок цилиндров отлит из специального высокопрочного чугуна, что придает конструкции двигателя жесткость и прочность.
Протоки для охлаждающей жидкости, образующие рубашку охлаждения, выполнены по всей высоте блока, это улучшает охлаждение поршней и уменьшает деформацию блока от неравномерного перегрева. Рубашка охлаждения открыта в верхней части в сторону головки блока. В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала, крышки которых прикреплены болтами. В опорах установлены тонкостенные сталеалюминиевые вкладыши, выполняющие функцию подшипников коленчатого вала. В средней опоре выполнены проточки, в которые вставлены упорные полукольца, удерживающие коленчатый вал от осевых перемещений.
По сравнению с блоком цилиндров двигателя мод. 2112 блок цилиндров мод. 21126 выше на 2,3 мм, высота от оси постелей коренных подшипников до верхней поверхности блока составляет 197,1 мм.

Коленчатый вал отлит из специального высокопрочного чугуна. Коренные и шатунные шейки вала прошлифованы. Для смазки шатунных вкладышей в коленчатом валу просверлены масляные каналы, закрытые заглушками. Для уменьшения вибрации служат восемь противовесов, расположенные на коленчатом валу. Радиус кривошипа коленчатого вала двигателя мод. 21126 на 2,3 мм больше, чем у двигателя мод. 2112, за счет чего ход поршня увеличился с 71 до 75,6 мм. Для различия валов на одном из противовесов коленчатого вала двигателя ВАЗ-21126 отлита маркировка «11183».
На переднем конце коленчатого вала установлены масляный насос, зубчатый шкив ремня привода распределительных валов и шкив привода генератора со встроенным демпфером крутильных колебаний. На заднем конце коленчатого вала расположен маховик, отлитый из чугуна. На маховик напрессован стальной зубчатый обод.

Шатуны стальные, кованые, с крышками на нижних головках. Крышки шатунов изготовлены методом отрыва от цельного шатуна. Этим достигается более высокая точность установки крышки на шатун. В нижнюю головку шатуна установлены тонкостенные вкладыши, в верхнюю головку запрессована сталебронзовая втулка.

Поршни отлиты из алюминиевого сплава. На каждом из них установлены три кольца: два верхние компрессионные и нижнее маслосъемное. Днище поршней плоское, с четырьмя углублениями под клапаны, причем на поршнях двигателя мод. 21126 углубления увеличены по сравнению с углублениями двигателя 2112. Поршни охлаждаются маслом, для чего в опорах коренных подшипников установлены специальные форсунки. Они представляют собой трубки, в которых находятся подпружиненные шарики. Во время работы двигателя шарики открывают отверстия в трубках и струя масла попадает на поршень снизу.
В двигателе мод. 21126 применен комплект «поршень–поршневые кольца–поршневой палец–шатун» уменьшенной массы (масса поршня снижена с 350 до 235 г, поршневого пальца — со 113 до 65 г, шатуна — с 707 до 485 г, всего комплекта — на 32%).

Масляный картер стальной, штампованный, прикреплен болтами к блоку цилиндров снизу.

Головка блока, установленная сверху на блок цилиндров, отлита из алюминиевого сплава. В нижней части головки отлиты каналы, по которым циркулирует жидкость, охлаждающая камеры сгорания. В верхней части головки установлены два распределительных вала: один для впускных клапанов, другой — для выпускных. Головка блока цилиндров двигателя мод. 21126 отличается от головки мод. 2112 увеличенной площадью фланцев под впускной трубопровод и выполненными за одно целое с головкой блока стаканами свечных колодцев.