斯特林发动机是英国物理学家、伦敦牧师罗伯特·斯特林于1816年发明并获得专利的热机。 它通过气缸内工作介质（氢气或氦气）经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力，因此又被称为热气机。斯特林发动机是一种外燃发动机，其循环由两个等温过程和两个定容回热过程组成，属于概括性卡诺循环的一种，实现该循环的关键在于回热。
斯特林发动机的有效效率一般介于汽油机与柴油机之间，理论有效效率可提升至42%。 制约其实际应用的因素包括高低温热源的等温吸热和等温放热难以实现、回热器回热难以实现等。 斯特林发动机不受气压影响，适合于高海拔地区使用，但存在反应慢、密封和润滑要求高等问题，常使用聚四氟乙烯（PTFE）和聚醚醚酮（PEEK）等材料制成的自润滑活塞环。已设计制造的热气机有多种结构，可利用各种能源，已在航天、陆上、水上和水下等各个领域进行应用，例如作为潜艇的动力来源，成功实例有美国STM公司的民用25KW外燃机以及日本亲潮级潜艇使用的斯特林发动机，中国潜艇也有自研成熟的斯特林发动机。 2026年8月，有创作者成功研制出以微型斯特林发动机为动力源、仅需蜡烛或酒精灯即可持续供能、稳定运行俄罗斯方块等经典游戏的微型计算机，额定输出150毫瓦。
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