از آنجا که توربین گازی یک توربوماشین است، عملکرد آن را می توان به صورت آدیاباتیک در نظر گرفت و لذا حالت ایده آل عملکرد آن، حالت آیزنتروپیک است. راندمان آیزنتروپیک توربین گازی به صورت نسبت توان تولیدی در حالت واقعی به توان تولیدی در حالت آیزنتروپیک تعریف می گردد. با توجه به اینکه در مورد توربوماشینها انتقال حرارت سیال با محیط در مقایسه با کار انجام شده روی سیال قابل اغماض است، راندمان آیزنتروپیک را می توان به صورت نسبت تغییر انتالپی در حالت واقعی به تغییر انتالپی در حالت آیزنتروپیک نیز تعریف کرد.

   تغییر انتالپی برابر با حاصلضرب ظرفیت گرمایی و اختلاف دما است و ظرفیت گرمایی در حالت آیزنتروپیک و واقعی را می توان تقریباً ثابت در نظر گرفت، بنابراین با فرض ثابت بودن ظرفیت گرمایی ویژه:

   در این رابطه T₁ دمای گازهای ورودی به توربین گازی و T₂  دمای گازهای خروجی از توربین گازی است. دمای آیزنتروپیک گازهای خروجی نیز طبق رابطه زیر قابل محاسبه است که در آن P₁ و P₂ فشار گازهای ورودی و خروجی توربین گازی است.