众所周知，几乎所有的内燃式发动机都是将热能转化为机械能的一种装置。目前行驶在公路上的汽车，绝大部分使用的是内燃机，而其中又有绝大部分是传统的活塞式发动机。活塞式发动机把燃料在汽缸内燃烧产生的热能通过爆炸形式推动活塞向下，从而转换为曲轴旋转的机械能，之后通过传动系统传递倒车轮驱动汽车行驶。
燃料燃烧产生的热能是驱动车辆行驶的原始能量，而这一阶段产生的热能并不能完全转化为推动车辆行驶的机械能。假设燃料爆燃产生了100单位的能量，而发动机转化出的机械能只有30单位，那么这台发动机的“热效率”就是30%。
为什么能量损失如此之大？这和发动机的结构有关。
首先发动机有冷却系统，确保发动机稳定运行，这就会损失一部分能量；再者燃料在缸内并不能100%充分燃烧，又会让能量输出打一些折扣；另外发动机的进排气机制会造成泵气能量消耗；最后还有机械部件工作中不可避免的摩擦情况令能量散失，以目前的技术水平来看，热效率能够接近40%的发动机即可堪称优秀。在顶级赛车领域，发动机热效率普遍也不会超过35%。
