Пристрій, що перетворює теплоту згоряння палива в механічну енергію. В основі роботи  лежить перенос тепла ΔQ₁ , отриманого робочим тілом в нагрівнику, до холодильника  ΔQ₂, в результаті чого робоче тіло виконує механічну роботу А. Схематично це можна представити так:

.

Характеризкють тепловий двигун механічним коефіцієнтом корисної дії

та тепловим ККД . У ідеального теплового двигуна вони співпадають (відсутні побічні втрати).