外燃機関は、（内部の）作動油が外部源の燃焼によってエンジン壁または熱交換器を介して加熱される熱機関です。次に、流体はエンジンのメカニズムを拡張して作用することにより、動きと使用可能な仕事を生み出します。
次に、流体は冷却され、圧縮され、クローズドサイクルで再利用されます。蒸気エンジンが作動流体として液相と気相の両方で水を使用するのとは異なり、スターリングエンジンは、空気やヘリウムなどの一定量の恒久的な気体流体を封入します。
すべての熱機関と同様に、一般的なサイクルは、冷たいガスを圧縮し、ガスを加熱し、熱いガスを膨張させ、最後にガスを冷却してからサイクルを繰り返すことで構成されます。
外部熱機関は一般に蒸気機関であり、熱源が機能する流体から分離されているという点で内燃機関とは異なります。たとえば、外燃機関は炎を使用して水を蒸気に加熱し、次に蒸気を使用してタービンを回転させます。これは、ガソリンがピストン内で点火し、作動してから排出される、自動車のエンジンのような内燃機関とは異なります。
すべての外燃機関は外燃機関です。太陽火力発電所、原子力発電所、地熱発電所など、外燃機関ではないEHEがあります。それにもかかわらず、原子炉のような外燃機関は、外燃機関と呼ばれることもあります。
外燃機関は、発電所で使用されるため、外燃機関の最も一般的な形式です。外燃機関は、仕事に使用される熱を生成するために燃料を燃焼させる必要があるため、他のEHEとは異なります。
外燃機関は、モバイル設計の効率が十分でないため、輸送には使用されなくなりましたが、発電所では引き続き使用されています。たとえば、天然ガス発電所は水を蒸気に沸騰させてタービンを回し、電気を生成します。
外燃機関の設計は、天然ガスが水と直接接触しないことを意味し、エンジンは依然として、有用な仕事をするために放出される膨大な量のエネルギーを使用します。石炭火力発電所もほぼ同じように機能し、炭鉱から石炭を発電所に持ち込み、ボイラーで燃焼させます。パイプが水をボイラーに送り、燃えている石炭が水を沸騰させて蒸気を生成し、それがタービンを回して電気を生成します。
「燃焼」とは、熱を供給するために酸化剤で燃料を燃焼させることを指します。同様の（または同一の）構成および操作のエンジンは、燃焼を伴わない核、太陽、地熱、または発熱反応などの他の熱源からの熱の供給を使用する場合があります。その場合、それらは厳密には外燃機関としてではなく、外燃機関として分類されます。
作動油は任意の組成にすることができ、システムは単相（液体のみまたは気体のみ）または二相（液体/気体）にすることができます。