Lämpöenergia siirtyy luonnollisesti korkeammasta lämpötilasta matalampaan. Tätä tapahtumaa hyödynnetään lämpökoneissa. Lämpökone muuttaa työksi korkeammasta lämpötilasta matalampaan siirtyvän lämpöenergian. Mitä suurempi ero koneessa on kylmän ja kuuman säiliön välillä sitä paremmin kone pystyy tekemään työtä. Jos eroa ei ole, kone ei pysty tekemään työtä. Lämpökoneita ovat esimerkiksi höyrykone, painekattila, polttomoottori sekä kahvinkeitin. Esimerkiksi kahvinkeittimessä vesi nostetaan lämmön avulla vesisäiliöstä kahvinpurujen sekaan.

​​

Kahvinkeitin tekee työtä, kun vesi nousee vesisäiliöstä.

Jääkaappi, pakastin ja ilmalämpöpumppu ovat esimerkkejä käänteisestä lämpökoneesta. Näissä laitteissa työn avulla siirretään kylmäsäiliöstä lämpöä kuumasäiliöön. Työn tekee sähköenergia.

Lämpökoneen toimintaperiaate: kuuman säiliön lämpöenergiasta osa muuntuu työksi. Ideaalitilanne lämpökoneesta olisi ikiliikkuja, joka muuttaisi kaiken lämpöenergian työksi. Kyseessä olisi kone, jossa ei tapahtuisi lainkaan energiahäviöitä, kuten kitkan aiheuttamaa vastusta tai lämpöhäviöitä.