熱機関（ねつきかん、英語：heat engine）とは、熱をエネルギー源とした機関である。装置外から熱を取り込むものと、装置内で（通常は燃料の燃焼によって）生成した熱エネルギーを使用するものとがある。内燃機関は、燃焼ガスで直接ピストンを押す・タービンを回転させるなどの仕事をするものである。自動車用の高速機関でも20%以上、船舶用低速ディーゼルでは50%もの熱効率を引き出すなど、熱効率が良い反面、燃料の性質に制約がある（セタン価、オクタン価）。外燃機関は、熱交換器により熱源の熱を作動ガス（作動気体）に与え、この作動ガスがピストンを押す・タービンを回転させるなどの仕事をするものである。代表的な実用例である蒸気機関車では熱効率10%程度と効率のよい物ではないが、発電所の汽力発電系では40%弱の効率を引き出し、スターリングエンジンではカルノーサイクルに最も近い効率を引き出すこともできる。熱源・燃料は液体（重油）・固体（石炭）・原子力・太陽熱・廃熱でもよく自由度がある。また、作動ガスのエネルギーを仕事として取り出す際、主としてガスの流速による場合、速度形（ジェット、ガスタービン、蒸気タービン等）と呼び、容積変化によるものを容積形（ガソリン、ディーゼル、ロータリー等）と呼ぶ。

出典:wikipedia