發(fā)動機原理中的熱效率極限受多種因素影響。

從理論上來說，只要平均加熱溫度足夠高，放熱溫度足夠低，熱效率可達 86.7%。但實際情況要復(fù)雜得多。

對于內(nèi)燃機要提升熱效率，可從壓縮比、工質(zhì)絕熱指數(shù)、燃燒等容度著手。比如奧托循環(huán)，壓縮比 15 時理論熱效率可達 66%左右，壓縮比 20 時可超 70%，不過這只是理論值，真實的指示效率還要考慮燃燒時間、換氣損失、工質(zhì)變化等影響，扣除這些損失后真實指示熱效率會降低。

目前來看，發(fā)動機真實熱效率上限約為 60%。各種內(nèi)燃機的真實熱效率情況不同，比如有據(jù)可查的最高量產(chǎn)汽油機熱效率，豐田的為 41%，本田的為 40.6%，馬自達的據(jù)說有 43%。船用的低速大型柴油機熱效率最高可達 55%。

實驗室的熱效率有更高的，比如 RCCI 這種雙燃料發(fā)動機燃燒技術(shù)。有些發(fā)動機最大熱效率出現(xiàn)在 3000 轉(zhuǎn)，但此時油耗比 2000 轉(zhuǎn)還高，這是因為沒考慮發(fā)動機負荷，最大熱效率點不僅對應(yīng)轉(zhuǎn)速，還對應(yīng)負荷，只有兩者都達到標(biāo)準，發(fā)動機才能運行在最大熱效率點。

世界上發(fā)動機熱效率最高為 57%，比如馬自達的創(chuàng)馳藍天 Skyactiv-G，通過高壓縮比等技術(shù)達到這一水平。若能達到 100%，那將帶來巨大變革，但目前還無法實現(xiàn)。

內(nèi)燃機時代面臨挑戰(zhàn)，其熱效率提升艱難，最高僅 45%左右，且往往是理想數(shù)值，實際道路行駛能達到 30%就不錯。而電機效率超過 90%是正常水平，永磁同步電機可達 97.5%，在效率及其他方面優(yōu)勢明顯。

目前量產(chǎn)發(fā)動機最高標(biāo)準沒超過 45%，比如比亞迪的 1.5L NA 阿特金森循環(huán)為 43.02%，大部分在 35%左右，柴油機在 35% - 45%區(qū)間。限制內(nèi)燃機熱效率的因素包括材料等，像使用陶瓷復(fù)合材料的發(fā)動機熱效率也只是 50%左右，且制造成本很高。