Silnikiem cieplnym nazywamy przyrząd, który będzie służył nam do zamiany ciepła dostarczanego na energię mechaniczną w formie pracy. Silnik cieplny to między innymi: silnik spalinowy, odrzutowy, rakietowy, parowy itp. Dochodzi w nich do procesów kołowych. Oznacz to, że po zakończeniu jakiegoś cyklu przemian silnik wraca do swojego pierwotnego ułożenia. W silniku materiałem, który podlega takim przemianom jest substancja robocza. Silniki cieplne pracują na skutek przepływu ciepła, w zgodzie z II zasadą termodynamiki. Wiemy, iż przepływ ciepła między ciałami następuje jedynie wówczas, kiedy jest różnica temperatur pomiędzy nimi. Dlatego silnik cieplny pobiera ciepło ze źródła a później oddaje ułamek jego do chłodnicy. Sprawność  danego silnika cieplnego przedstawiana jest jako iloraz pracy uzyskanej w nim na skutek pobranego ze źródła ciepła i wartości tego ciepła. Ponieważ substancja robocza przekazuje ułamek pobranego ciepła chłodnicy, pobrana praca jest zmniejszona w stosunku do ciepła pobranego, więc sprawność silnika cieplnego nie będzie mogła być całkowita (bardzo dobre silniki cieple mają sprawność rzędu 30 - 40%). Na skutek otrzymywania energii mechanicznej, silniki cieplne podzielić można na: tłokowe (np. spalinowe) i turbinowe. W silnikach tłokowych ciepło owocuje wzrostem ciśnienia, które wpływa na tłok umieszczony w cylindrze, a w efekcie na jego ruch. W silnikach turbinowych ciepło owocuje wzrostem energii kinetycznej substancji roboczej, który w bardzo prosty sposób przekształcany jest na energię kinetyczną łopatek turbin. Praca tłoka w cylindrze oraz turbiny po zastosowaniu konkretnych przekładni jest zastępowany inną odmianą pracy mechanicznej lub na inny rodzaj energii (np. elektrycznej). Bardzo dobrym silnikiem cieplnym, który ma  największą akceptowaną sprawność , jest silnik Carnota (cykl Carnota).