所有熱機中卡諾熱機效率最高的是卡諾熱機。卡諾熱機是一個依卡諾循環運作的理想熱機，其基本架構是由尼古拉萊昂納爾薩迪卡諾在1824年建立，在1857及1866年提出熵的概念時，魯道夫克勞修斯也對卡諾熱機進行數學的闡述。第一階段，等溫可逆膨脹過程，系統從高溫熱源吸收熱量；第二階段，絕熱可逆膨脹過程，系統溫度從高降低；第三階段，等溫可逆壓縮過程，系統把熱量釋放給低溫熱源；第四階段，絕熱可逆壓縮過程，系統溫度從低升高。
