موتور استرلینگ یک موتور حرارتی است که در یک سیکل تراکم و انبساط هوا یا گاز دیگری (سیال کاری) در دماهای متفاوت عمل می‌کند و یک تبدیل برآیند انرژی گرمایی به کار مکانیکی وجود دارد. موتور استرلینگ موتوری سیکل بسته احیا کننده با سیال کاری گازی شکل دائمی است. سیکل بسته به معنی این است که سیال در تمام مدت داخل سیستم است و احیا کننده به استفاده مبدل حرارتی داخلی و ذخیره حرارتی اشاره دارد که با نام تقویت‌کننده (regenerator) شناخته می‌شود. داشتن تقویت‌کننده، موتور استرلینگ را از دیگر موتورهای سیکل بسته متمایز می‌کند.

   موتورهای استرلینگ راندمان بیشتری در قیاس با موتورهای بخار دارند که می‌توانند به 50% هم برسند. همچنین این موتورها آرام بوده و می‌توانند تقریباً از هر منبع حرارتی استفاده کنند. ازآنجایی‌که موتورهای استرلینگ با انرژی‌های تجدید پذیر و جایگزین سازگار هستند، می‌تواند مورد توجه بسیاری هنگامی‌که قیمت سوخت‌های رایج افزایش یابد و همچنین نگرانی در مورد شرایط آب و هوایی و تهی شدن منابع فسیلی وجود داشته باشد. این موتورها مورد توجه بسیاری به عنوان جز اساسی واحدهای تولید همزمان توان و گرمای میکرو (CHP) است که بسیار کارآمدتر و ایمن‌تر ای یک موتور بخار است. بااین‌حال، این موتورها نسبت توان به وزن کمی دارند که آن را برای کار در شرایط وزنی و فضایی ایستا مناسب می‌کند.

اجزای تشکیل‌دهنده اصلی

   به دلیل سیکل بسته بودن، گرمای موتور می‌بایست از منبع گرما به سیال کاری با یک مبدل حرارتی و نهایتاً به چاه گرما (Heat sink) منتقل شود. سیستم موتور استرلینگ حداقل یک منبع گرما، یک چاه حرارتی و تا 5 مبدل حرارتی دارد .

   سه نوع ساختاری برای موتورهای استرلینگ وجود دارد که با توجه به روش جابجا کردن هوا بین مناطق داغ و سرد وجود دارد:

1. ساختار آلفا دو پیستون توان دارد، یکی در استوانه داغ و دیگری در استوانه و گاز بین این دو با پیستون جابجا می‌شود. این حالت، ساختاری شبیه به حرف V دارد.
2. ساختار بتا تک سیلندری با دو انتهای سرد و گرم دارد که دارای یک پیستون توان و جارو کننده است که گاز رو بین دو انتهای سرد و گرم جابجا می‌کند.
3. ساختار گاما که دو سیلندر دارد: یکی شامل جارو کننده با دو انتهای سرد و گرم و یکی برای پیستون توان. این دو به هم برای تشکیل یک فضا با فشاری یکسان در هر دو سیلندر متصل شده‌اند. پیستون‌ها معمولاً موازی بوده و با زاویه 90 خارج از فاز به میل‌لنگ متصل می‌شوند.