Carnot-cyclus, in warmtemotoren, ideale cyclische opeenvolging van drukveranderingen en temperaturen van een vloeistof, zoals een gas dat in een motor wordt gebruikt, vroeg in de 19e eeuw bedacht door de Franse ingenieur Sadi Carnot. Het wordt gebruikt als prestatiestandaard van alle warmtemotoren die werken tussen een hoge en een lage temperatuur.
In de cyclus ondergaat de werkende stof van de motor vier opeenvolgende veranderingen: uitzetting door verwarming bij een constante hoge temperatuur; omkeerbare adiabatische expansie; compressie door afkoeling bij een constante lage temperatuur; en omkeerbare adiabatische compressie. De motor ontvangt warmte (van de warmtebron) tijdens de expansie bij hoge temperatuur, levert werk tijdens de omkeerbare adiabatische expansie, stoot warmte (naar het koellichaam) af tijdens de compressie bij lage temperatuur en ontvangt werk tijdens de omkeerbare adiabatische compressie. De verhouding tussen het netto werkvermogen en de warmtetoevoer is gelijk aan de verhouding van het verschil tussen de temperaturen van de warmtebron en het koellichaam gedeeld door de temperatuur van de warmtebron. Het vertegenwoordigt het principe van Carnot omdat het de grootste verhouding is van alle motoren die tussen de twee temperaturen draaien.
