Soojusefektiivsus on väljundenergia mõõt, mis on jagatud süsteemi sisendenergiaga. See peab olema vahemikus 0% kuni 100%. 100% tase tähendaks, et kogu süsteemi pandud energia tuleb välja, kuigi erineval kujul. Soojusmootoritel ja külmikutel on mõlemal soojusefektiivsus, kuigi nad püüavad saavutada vastupidiseid eesmärke. Reaalse maailma soojuse kasutegur langeb üldiselt erinevatel põhjustel oluliselt alla 100%.
Bensiinimootoris salvestatakse sisendenergia süsivesinikkütuse keemilistesse sidemetesse. Süsivesiniku molekul koosneb täielikult vesinikust ja süsinikust. Kui need molekulid on ühendatud hapnikuga, võivad nad keemiliselt reageerida ja moodustada süsinikmonooksiidi ja vett; sisuliselt lõhustatakse süsivesiniku molekul ja ühendatakse hapnikuaatomitega. Selle reaktsiooni osa, mis on mootorile kasulik, on aga eralduv soojus. Bensiini põlemisel eralduv soojus on soojustõhususe oluline sisendenergia.
Väljundenergiaks mootori kasuteguri arvutamisel ei ole soojus, vaid mehaaniline töö. Füüsikas on töö energia hulk, mis kantakse üle kaugust mõjuva jõu toimel. Kasti teatud vahemaa tagant üle vaiba lükkamine nõuab piiratud tööd; see on võrdne liigutatud vahemaa ja keskmise avaldatava jõu korrutisega. Samamoodi töötab bensiinimootor, kui see liigutab auto rattaid.
Külmiku või konditsioneeri puhul on soojus-töö suhe vastupidine. Soovitav tulemus selles olukorras on soojuse eemaldamine süsteemist ja selle väliskeskkonda suunamine. Saadaval sisendiks on seega mehaaniline töö, mida sageli pakub elektriliselt töötav kompressor. Kasuteguri arvutamine eeldab aga ikkagi väljundenergia jagamist sisendenergiaga. Erinevus bensiinimootorist on muidugi see, et väljundiks on soojus ja sisendiks töö.
Tavalise automootori soojuslik kasutegur on alla 35%. See arv tundub madal kahel olulisel põhjusel. Esiteks on iga soojusmasina soojuslikul efektiivsusel teoreetiline ülempiir, mis on seotud süsteemi temperatuuri ja keskkonna temperatuuriga. Mida suurem on temperatuuride erinevus, seda kõrgema maksimaalse kasuteguri suudab ideaalne hõõrdumiseta mootor saavutada. Seda nimetatakse Carnot’ efektiivsuseks.
Teine põhjus, miks automootoritel on ilmselt madal kasutegur, on see, et mootoreid ei saa panna ideaalsel viisil käituma. Liikuvate osade vaheline hõõrdumine kipub pidevalt mootorit aeglustama. Osa soojust väljub põlemiskambrist ja muutub mootorile kasutuks. Kütus ei põle alati kõrgeimal saavutatud temperatuuril, vähendades eralduvat soojushulka. Nendel põhjustel kipub reaalmaailma seadmete soojustõhusus olema palju alla 100%.