斯特林發(fā)動機的主要原理是，首先在發(fā)動機內(nèi)封入一定量的氣體，然后斯特林循環(huán)的一系列活動會改變發(fā)動機內(nèi)部的氣壓，從而導(dǎo)致其做功。有幾種氣體的特性對斯特林發(fā)動機的運轉(zhuǎn)非常重要：如果向一定空間中注入一定量的氣體，當(dāng)氣體的溫度升高時，壓力就會增加。如果壓縮一定數(shù)量的氣體（減少所占用空間的體積），氣體的溫度就會升高。讓我們以簡化的斯特林發(fā)動機為例，詳細(xì)了解一下斯特林循環(huán)的各個部分。這種簡化發(fā)動機采用兩個氣缸。一個由外熱源（如火）進(jìn)行加熱，另一個由外部冷卻源（如冰）進(jìn)行制冷。兩個氣缸的氣腔相通，并通過連桿讓兩個活塞相連，其中連桿決定了活塞的相對運動。斯特林循環(huán)由四部分組成。上面動畫中的兩個活塞完成了整個循環(huán)：對加熱式氣缸（左邊）內(nèi)的氣體進(jìn)行加熱，導(dǎo)致壓力上升。這會強制活塞往下運動。斯特林循環(huán)中的這個過程是做功過程。當(dāng)右邊的活塞向下運動時，左邊的活塞就會向上運動。這會將熱氣推入冷卻式氣缸中，然后將氣體快速冷卻到冷卻源的溫度，從而降低壓力。這有助于在循環(huán)的下一個環(huán)節(jié)壓縮氣體。冷卻式氣缸中的活塞（右邊）開始壓縮氣體。此壓縮過程產(chǎn)生的熱量會通過冷卻源散發(fā)掉。右邊的活塞向上運動，而左邊的活塞向下運動。這樣就能強制氣體進(jìn)入加熱式氣缸，然后氣體會快速升溫，從而將壓力提升至可重復(fù)循環(huán)的點。斯特林發(fā)動機在循環(huán)的第一部分只產(chǎn)生動力。增加斯特林循環(huán)的動力輸出主要有兩種方式：增加第一階段的動力輸出：在循環(huán)的第一階段，推動活塞的加熱氣體的氣壓開始做功。如果提高循環(huán)中這個階段的壓力，就可增加發(fā)動機的動力輸出。一種升高壓力的方法是提高氣體的溫度。本文稍后會介紹雙活塞式斯特林發(fā)動機，我們將了解蓄熱器是如何通過臨時儲存熱量來增加發(fā)動機的動力輸出的。減少第三階段的動力消耗：循環(huán)的第三階段依靠第一階段產(chǎn)生的動力使活塞對氣體做功。如果降低這個階段的壓力，就可降低內(nèi)部功率消耗，從而有效增加發(fā)動機的動力輸出。減少壓力的一種方式是將氣體冷卻到較低溫度。