L'efficienza termica di un motore termico è una misura delle prestazioni che viene eseguita prendendo il rapporto tra la quantità di energia erogata e la quantità di energia termica immessa da una fonte, in genere espressa in percentuale. Ad esempio, se metti 1000 Joule di energia attraverso il carburante, ma ottieni solo 500 Joule di energia, allora la tua efficienza termica è del 50%.
I motori termici trasformano qualsiasi energia termica immessa in energia meccanica, ma il processo non è del tutto perfetto; parte dell'energia termica viene emessa nell'ambiente sotto forma di calore disperso e parte di essa viene persa attraverso l'attrito meccanico del motore stesso. I migliori motori termici sono efficienti al 50 percento, il che significa che la maggior parte dell'energia termica immessa alla fine diventa uno spreco di risorse.
Anche in un motore ideale, privo di attrito, la seconda legge della termodinamica pone dei limiti alla massima efficienza di un motore. Questa efficienza è nota come efficienza di Carnot, che può essere calcolata determinando innanzitutto il rapporto tra la temperatura assoluta dell'ambiente che il motore termico esaurisce come calore residuo, Tc e la temperatura assoluta che il calore entra nel motore, Th, e sottraendo quella rapporto da 1.
