由熱能變為機械能與由機械能變為熱能，恆依據一部份物質之壓力、容積、溫度及速度等之變化，並遵循熱力學第一定律與第二定律之基本法規如下：
一、熱力學第一定律
通常由熱生功，因每一單位功之發生，即有定量之熱失其存在。反之，設若由功生熱，因每一單位功之消費，即有此同量熱之仍行發生。即熱能與機械可互易其形式而存在，惟不能創造或毀滅之。
二、熱力學第二定律
熱力學之第一定律，係說明熱與功可以互變，且互變時恆有一定數量上之關係存在。熱力學第二定律則係說明熱變功有一定之極限，即第一定律可謂「能量不滅」之一種特例；第二定律可謂「能之降低」之一種特例。茲先就與第二定律有關之數項事實加以敘述如下：
(一)任何熱機，均係利用一種工質由一溫度較高之物體吸熱，使其溫度、壓力，容積及速度等增加，再利用一種機構加以控制，使發出一部份功或機械能，然後再排於一溫度較低之物體。工質入熱機與出熱機必有相當之溫度差，且恆係低落。
(二)工質被排出時之溫度，理論上最低亦須與周圍其他物體之溫度相等，實際上則恆為高。
(三)熱決不能自動由低溫物體向高溫物體流動。
(四)一物體所含之絕對熱量，須自絕對零度算起。
依據以上四項事實，可知任何熱機，當工質被排出時，其溫度既不能低於周圍之溫度，即仍含有大量之熱能。故熱力學之第二定律可簡述之如下：
所有熱機，實際上最理想之機件設計亦只能將加入之熱之一部變為功，其餘一部分恆排顧一溫度較低之物體繼續為熱。

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