热机是以热量作为能量转换的中间结构态做功的动力机械。凡是将内能转化为机械能的动力机械，都是热机，如利用原子能的核反应堆、利用太阳能和地热能的、燃烧固体垃圾或气体的都需要通过热机来进行能量转换。热机主要包括蒸汽机和内燃机两类：蒸汽机主要应用于大功率场景，如发电厂、核动力舰艇等；内燃机主要应用于小功率场景，如汽车、船舶、飞机等；但不排除受使用环境影响而出现的换用，比如现代大部分列车都使用电力机和内燃机，但在某些高海拔、低气压的区域，仍旧是蒸汽机的主场（瑞士、荷兰等欧洲国家大部分铁路的货运列车和少部分客运列车依然是蒸汽机车），因为在海拔升高、气压降低的情况下，内燃机受散热系统效率降低的影响造成的功率损耗很大，而蒸汽机则没有这一缺陷，所以实用性较内燃机大得多。
