El cilindro contiene una cierta cantidad de un gas ideal y la máquina funciona intercambiando calor entre dos fuentes de temperaturas constantes de manera que si T1 > T2 entonces pasa energía en forma de Calor del foco caliente al foco frio.

Este paso de energía en forma de Calor podemos hacer que nos proporcione Trabajo, si hacemos que nuestro "sistema" de muchas partículas recorra muchos ciclos entre las temperaturas T1 y T2 obteniendo una máquina térmica. El esquema del funcionamiento será el siguiente:

Los ciclos se realizan en cuatro etapas. Las transferencias de calor entre las fuentes y el gas se hacen isotérmicamente, es decir, manteniendo la temperatura constante. Esta parte del proceso es, por lo tanto, reversible. El ciclo se completa con una expansión y una compresión adiabáticas, es decir, sin intercambio de calor, por lo que esta parte del ciclo es también reversible. A estas etapas se la conocen como ciclo de Carnot.