Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.
Простейший тепловый двигатель был изобретен в конце XVII в. Джеймсом Уаттом и усовершенствован в дальнейшем.
Существует несколько видов тепловых двигателей: паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая и газовая турбины, реактивный двигатель. Во всех этих двигателях энергия топлива сначала переходит в энергию газа (или пара). Газ, расширяясь, совершает работу и при этом охлаждается.