由兩個定溫過程和兩個絕熱過程(見 熱力過程)所組成的可逆的 熱力迴圈。卡諾迴圈是19世紀法國工程師S.卡諾提出的,因而得名。卡諾迴圈分正、逆兩種。在壓-容( p- V)圖和溫-熵( T- S)圖中(見圖), ɑ- b- c- d- ɑ為正卡諾循環, ɑ- b為可逆定溫吸熱過程, 工質在溫度 T 1下從相同溫度的高溫熱源吸入熱量 Q 1b- c為可逆絕熱過程,工質溫度自 T 1降為 T 2c- d為可逆定溫放熱過程,工質在溫度 T 2下向相同溫度的低溫熱源排放熱量 Q 2d- ɑ為可逆絕熱過程,工質溫度自 T 2升高到 T 1,完成一個可逆循環,對外作出凈功 W。逆卡諾循環與上述正向循環反向,沿 ɑ- d- c- b- ɑ方向,因而 Q 2是工質從低溫熱源吸入的熱量(通稱制冷量), Q 1是工質排放給高溫熱源的熱量, W是完成逆向循環所需的外界輸入的凈功。

  正卡諾循環的熱經濟指標用卡諾循環熱效率ηt表示

  逆卡諾循環的熱經濟指標用卡諾制冷系數ε表示

或用卡諾供暖系數 ε′表示

  根據熱力學第二定律,在相同的高、低溫熱源溫度T1T2之間工作的一切循環中,以卡諾循環的熱效率為最高,稱為卡諾定理。卡諾循環具有極為重要的理論和實際意義。雖然,完全按照卡諾循環工作的裝置是難以實現的,但是卡諾循環卻為提高各種循環熱效率指明瞭方向和給出瞭極限值。