A inevitável perda de energia utilizável devido ao atrito, perda de calor para o meio envolvente, etc., quando o calor é convertido em energia mecânica, deu aos cientistas motivo para exprimirem a proporção de energia que é utilizável para produzir trabalho, como rendimento do sistema.
O rendimento expressa-se pela porcentagem de "energia útil", que pode ser extraída de um sistema, da "energia total" do combustível. Por exemplo, o rendimento de um motor a gasolina é de cerca de vinte por cento, quer dizer: por cada litro de gasolina queimada no motor, contendo uma energia calorífica de cerca de seis milhões de calorias, somente cerca de um milhão de calorias são utilizáveis para impulsionar o carro. Dos restantes oitenta por cento, cerca de três oitavos são absorvidos pelo sistema de arrefecimento e cinco oitavos perdidos como calor nos gases de escape e por atrito nos rolamentos.
Por comparação com esses valores, o rendimento de um motor elétrico, quando a energia elétrica é convertida em energia mecânica, é muito maior e pode atingir noventa e cinco por cento.