科学是不断进步的，在动力学发展的过程中，随着热机的发展，热力学理论研究提到了重要位置，不少科学家致力于热机理论的研究工作，斯特林便是其中比较著名的一位。他所提出的斯特林循环，是重要的热机循环之一，也称“斯特林热气机循环”。这种循环是封闭式的，采用定容下吸热的气体循环方式。循环过程是：1.等容吸热加热；2.由外热源等温加热；3.等容放热，供吸热用；4.向冷体等温放热，完成一个循环。

    热气机分为单缸、2缸、4缸等形式；单缸热气机的燃烧室与冷却器共一室，需要交替向燃烧室中注入燃气、燃烧、排气、注入冷却气体等循环过程，驱动活塞上下运动带动曲轴转动，由于燃烧室需要交替使用，与一般的内燃机一样复杂，所以不适宜发展。2缸热气机的燃烧、冷却过程完全连续，1个汽缸加热、1个冷却，工质在2个气缸中密闭循环，反复被加热冷却，活塞在热气驱动下上下运动驱动曲轴旋转。4缸热气机的气缸上部加热、下部冷却，或相反，工质在相邻两个气缸的上下部间循环，4个活塞交替上下，直接驱动斜盘转动，工作最为平顺。

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(太阳能放射性同位素和核反应等)，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。