要使工质连续不断地做功，单靠一个膨胀过程是不可能的，当它与环境压力达到平衡时，便不能再继续膨胀做功了。为了使工质能周而复始地做功，就必须使膨胀后的工质回复到初始状态，如此反复地循环。我们把工质从某一初始状态，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环，简称循环。

工质从一个热力状态出发，经过一系列的变化，最后又回到原来的热力状态所完成的封闭的热力过程。这是一个与热机和制冷机(或热泵) 紧密联系的术语。

热机的作用在于把热能连续地变为机械能，制冷机(或热泵)的作用则是通过消耗机械能把热从低温输向高温。尽管它们各有不同类型，且构造和工作特性各异，但都含有三个要素，即：高温热源、低温热源和工质。

热源是向工质提供热量或吸收工质所放出的热量的物体。工质是实现能量传输和热、功转换的媒介物，它分别与高温热源和低温热源交换热量，并向外界做功或从外界吸收功。在交换热量和做功或吸收功的过程中，工质的热力状态必然要发生变化。不过，在所有这些机械中，工质热力状态的变化都是周而复始地进行的，也就是说，它们重复进行着热力循环。

热力循环按循环进行的方向和产生的效果分：正向循环与逆向循环

1．正向循环定义

将热能转换为机械能的循环 ，又称为热机循环（或动力循环）。如蒸汽动力装置循环、内燃机及燃气轮机装置循环等。

2．循环热效率：

循环热效率是评价热机循环中热能转换为机械能的有效程度的经济性指标

循环热效率的值越大，热机循环的工作越有效，但其值不可能达到100%。

1．逆向循环定义

消耗机械能将热量从低温物体传递到高温物体的循环。按循环的目的不同，又可分为制冷循环和供热循环（即热泵循环）。

2．工作系数

逆向循环的工作系数（即制冷系数与供热系数）是评价制冷循环和热泵循环工作的有效程度的经济性指标，其定义式分别为

制冷系数： （ε可能大于1，等于1，小于1）

供热系数： （ε′总是大于1）

按组成循环的每个过程是否都在可逆条件下进行，有可逆循环和不可逆循环两种。一切实际的热力循环由于 传热时系统与热源之间总会有温差存在，工质膨胀作功或接受压缩时也必然存在着摩擦和扰动等不可逆因素，因此全都是不可逆循环。

为了定量地评价正循环在能量转换方面的完善性，常用的指标就是循环热效率，通常用符号η表示，它的定义就是循环净功W=∑Wj与工质从高温热源中吸收热量Q1的比值： η=W/Q1。

为了定量地评价逆循环在能量转换方面的完善性，常用的指标就是循环性能系数，通常用符号COP表示，它的定义，对于制冷机，就是工质从低温热源所吸收的热量QL与循环净功W=∑Wj的比值： COPR=QL/W。

对于热泵，循环性能系数COPHP的定义是工质向高温热源所放出的热量QH与循环净功W=∑Wj的比值：

COPHP=QH/W。