Термічний коефіцієнт ККД цикла Карно не залежить від природи рабочого тіла та є тільки функцією температур нагрівача (Т1) та холодильника (Т2): .
Карно сформулював наступну теорему: всі оборотні двигуни, що працюють між двома термостатами, мають той самий ККД; жоден необоротний двигун, що працює між тими ж термостатами, не може мати більш високого ККД. У реальних двигунах ККД завжди трохи нижче, ніж ККД ідеального двигуна.