Carnot-cyklussen er en teoretisk cyklus, der repræsenterer den mest effektive varmemotor, og den har en maksimal virkningsgrad på 100 %. Men i praksis kan ingen motor nå denne effektivitet på grund af faktorer som friktion og varmetab.
Termodynamikkens anden lov siger, at i enhver varmemotor skal noget varme altid afvises til miljøet, og dette reducerer motorens effektivitet. Effektiviteten af en varmemotor kan forbedres ved at øge forskellen mellem de høje og lave temperaturer, men dette er begrænset af praktiske begrænsninger.
I en virkelig varmemotor er den maksimale effektivitet, der kan opnås typisk omkring 40-50%.