热气机是一种由外部供热使在不同温度下做周期性压缩和膨胀的闭式循环发动机。有苏格兰牧师发明，所以又称斯特林发动机。热气机的工作原理是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机。热气机可按斯特林循环工作。热气机封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔，另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中，迅速加热，膨胀做工燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质。工质不直接参与燃烧，也不更换。 热气机主要由配气活塞式和双作用式两类。在一个气缸内有两个活塞作规律相对运动。冷腔与热腔之间用冷却器，回热器和加热器连接，配气活塞推动工质在冷热腔之间往返流动。热力循环可以分为，定温压缩过程，定容回热过程，定温膨胀过程，定温储热过程四个过程。可利用各种能源在各个领域进行应用。实验热气机的功率传递机构分为曲柄连杆传动，菱形传动，斜排或者摆盘传动，液压传动和自由活塞传动等。 两缸外燃机工作原理。与内燃机比较。热气机所具备的优点，适用于各种能源。无论是液态的，气态的采用。燃料。当采用载最热系统间接加热时，几乎可以使用任何高温热源。而发动机本身不需要做任何更改。同时热气机无需压缩机增压，使用一般风机即可满足要求，并允许燃料具有较高的杂质含量。热气机在运行时，由于燃料在气缸外的燃烧室连续燃烧，独立于燃气的工质通过加热器吸热，从而，避免了类似内燃机的震爆做功和间接燃烧过程。内燃机的震爆做功和间接燃烧过程。从而实现了高效低噪和低排放运行。 斯特林循环热空气发动机不排废气，除燃烧室内原有的空气外，不需要其他空气，所以适用于都市环境和外层空间。斯特里循环。斯特林对于热力学理论的研究就是从提高热机效率的目的出发的，不可能达到百分之百。但是提高了热效率的努力方向。
斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。
气体在热置换气缸内，受移气器的推动，在冷端和热端来回流动，空气流动到热端时，受热膨胀，推动动力活塞向外运动。空气流动到冷端时，受冷收缩，吸引动力活塞向内运动。动力活塞就向外输出了动力，带动曲轴转动。
因为空气受冷受热都做功，所以斯特林发动机的理论效率比内燃机高，因为内燃机工作时，高温的尾气中的能量都浪费了。
1、适用于各种能源。无论是液态的、气态的或固态的燃料，当采用载热系统（如热管）间接加热时，几乎可以使用任何高温热源。
如：生物质能（柴火等），而发动机本身（除加热器外）不需要作任何更改同时热气机无需压缩机增压，使用一般风机即可满足要求，并允许燃料具有较高的杂质含量；太阳能，这是斯特林发动机较为常见的用途之一；放射性同位素，常见于用于潜艇、深空的AIP系统。
2、噪音小。热气机在运行时，由于燃料的燃烧是连续的，因此避免了类似内燃机的爆震做功和间歇燃烧过程，从而实现了低噪音的优势。
这使得它可以用在潜艇上以得到较好的隐蔽性。热气机单机容量小，机组容量从20-50kw，可以因地制宜的增减系统容量。结构简单，零件数比内燃机少40%，降价空间大，同时维护成本也较低。
