Un motor térmico es una máquina térmica que transforma calor en trabajo mecánico por medio del aprovechamiento del gradiente de temperatura entre una fuente de calor (foco caliente) y un sumidero de calor (foco frío). El calor se transfiere de la fuente al sumidero y, durante este proceso, algo del calor se convierte en trabajo por medio del aprovechamiento de las propiedades de un fluido de trabajo, usualmente un gas o el vapor de un líquido. El calor necesario para el funcionamiento de una máquina térmica procede de la energía química liberada en una combustión, siendo absorbido por un fluido motor que pone en movimiento una serie de piezas mecánicas. Si la combustión tiene lugar fuera del motor, las máquinas reciben el nombre de máquinas de combustión externa, y si la combustión tiene lugar dentro de la máquina, las máquinas reciben el nombre de máquinas de combustión interna. El movimiento producido puede ser alternativo o rotativo. El fluido motor suele ser el vapor de agua, el aire o la mezcla de gases resultantes de la combustión del petróleo o de gases combustibles. En los motores de combustión interna la combustión se realiza en el fluido motor, y en los motores de combustión externa existen dos fluidos, donde se intercambia calor entre ambos. En las centrales nucleares el calor procede de la energía liberada en la fisión nuclear del uranio o del plutonio, siendo extraído por una sustancia refrigerante que lo cede a un circuito secundario a través de un cambiador de calor.

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In thermodynamics, a heat engine is a system that converts heat or thermal energy—and chemical energy—to mechanical energy, which can then be used to do mechanical work. It does this by bringing a working substance from a higher state temperature to a lower state temperature. A heat "source" generates thermal energy that brings the working substance to the high temperature state. The working substance generates work in the "working body" of the engine while transferring heat to the colder "sink" until it reaches a low temperature state. During this process some of the thermal energy is converted into work by exploiting the properties of the working substance. The working substance can be any system with a non-zero heat capacity, but it usually is a gas or liquid. During this process, a lot of heat is lost to the surroundings, i.e. it cannot be used. In general an engine converts energy to mechanical work. Heat engines distinguish themselves from other types of engines by the fact that their efficiency is fundamentally limited by Carnot's theorem. Although this efficiency limitation can be a drawback, an advantage of heat engines is that most forms of energy can be easily converted to heat by processes like exothermic reactions (such as combustion), absorption of light or energetic particles, friction, dissipation and resistance. Since the heat source that supplies thermal energy to the engine can thus be powered by virtually any kind of energy, heat engines are very versatile and have a wide range of applicability. Heat engines are often confused with the cycles they attempt to implement. Typically, the term "engine" is used for a physical device and "cycle" for the model.

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