Động cơ tuốc bin khí
Nguyên tắc hoạt động

Bài chi tiết: Chu trình Brayton
Máy nén khí quay làm không khí từ cửa hút của máy nén được nén lại để tăng áp suất, trong quá trình đó không chỉ áp suất mà nhiệt độ cũng tăng (ngoài ý muốn). Đây là quá trình tăng nội năng của không khí trong máy nén. Sau đó không khí chảy qua buồng đốt. Tại đây, nhiên liệu được đưa vào để trộn và đốt một phần không khí, quá trình cháy là quá trình gia nhiệt đẳng áp trong đó không khí bị gia nhiệt tăng nhiệt độ và thể tích mà không tăng áp suất. Thể tích không khí được tăng lên rất nhiều và có nhiệt độ cao được thổi về phía tuốc bin với vận tốc rất cao. Tua bin là khối sinh công. Tại đây, không khí tiến hành giãn nở để sinh công: nội năng được biến đổi thành cơ năng; áp suất, nhiệt độ và vận tốc không khí giảm xuống, biến thành động năng (dưới dạng mô men xoắn) tại cánh tua bin, tạo ra chuyển động quay cho trục động cơ và quay máy nén cùng với quạt (với các động cơ turbofan, turbopropeller và turboshaft) để cho động cơ tiếp tục làm việc. Phần năng lượng còn lại của dòng khí nóng chuyển động với vận tốc cao tiếp tục sinh công có ích tuỳ thuộc theo thiết kế đầu ra của từng dạng động cơ: có thể phụt thẳng ra phía sau, thông qua phễu phụt, tạo ra phản lực (nếu là động cơ phản lực); hoặc quay tua bin tự do (tiếng Anh: 'Power Turbine', viết tắt 'PT') để sinh công năng hữu dụng đối với các loại động cơ tuốc bin khí khác ngoài động cơ phản lực.
Các đặc điểm của động cơ tuốc bin khí:
Động cơ dạng rotor: trong động cơ này, bộ phận sinh công chính là tua bin. Nó tạo ra momen xoắn bằng cách quay theo một chiều nhất định (hoặc có thể đảo chiều quay) và dẫn động trục động cơ (vừa đóng vai trò là trục đỡ cũng như trục dẫn động) được nối liền với nó (tương tự như động cơ điện), trong khi với động cơ piston thì khối công năng chính là piston. Nó chuyển động tịnh tiến bên trong xi lanh. Để có thể biến chuyển động tịnh tiến của piston bên trong xi lanh thành chuyển động quay thì động cơ piston cần phải có trục khuỷu. Trục khuỷu được nối với piston thông qua thanh truyền. Bên cạnh vai trò vừa là trục đỡ (nó đỡ piston thông qua thanh truyền và các chi tiết khác), vừa là trục dẫn động (tương tự như trục động cơ ở các động cơ tuốc bin khí) ra thì trục khuỷu cũng đóng một vai trò khác là trục biến đổi chuyển động. Trục khuỷu dẫn xuất momen xoắn tới các trục dẫn động khác thông qua các bộ truyền (như bộ truyền xích, bộ truyền bánh răng (hay còn được gọi là hộp số), bộ truyền đai,...). Điểm giống nhau là cả 2 loại động cơ này đều hoạt động nhờ sự giãn nở của dòng không khí sau khi được đốt nóng.
Động cơ loại hở (tuyến khí hở): không khí từ lối vào của máy nén qua buồng đốt và ra khỏi tuốc bin đều chảy qua khoảng không gian hở không có vùng không gian bị đóng kín (ví dụ như ở động cơ piston: không khí sinh công trong xi lanh là vùng không gian kín ngăn cách với bên ngoài bằng các van xu páp). Vì tính chất hở như vậy đảm bảo cho quá trình cháy trong buồng đốt là quá trình cháy đẳng áp (áp suất giữ nguyên) nếu cháy trong không gian kín quá trình cháy sẽ làm tăng áp suất không khí, điều này làm cho áp suất trong buồng đốt cao hơn áp suất tại máy nén, không khí bị gia nhiệt có thể bị thổi ngược lại, gây hư hại máy nén.
Động cơ quá trình liên tục: chu trình nhiệt động lực học của động cơ tuốc bin khí là chu trình Brayton. Về cơ bản, động cơ tuốc bin khí cũng có 4 giai đoạn (hay còn gọi là 4 kỳ) là nạp, nén, cháy-giãn nở sinh công và thải, tương tự động cơ piston. Nhưng điểm khác biệt ở chỗ: với các động cơ piston, thì tất cả 4 kỳ trên cùng diễn ra tại cùng một bộ phận (cụ thể hơn là tại xi lanh của động cơ) nhưng ở các thời điểm khác nhau, luân phiên theo thứ tự nhưng bị gián đoạn bởi piston cần phải có một khoảng thời gian để đi từ điểm chết dưới lên điểm chết trên (kỳ 2, nén) hay đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới (nửa sau kỳ 3, giãn nở sinh công). Chính khoảng thời gian đó khiến cho quá trình 4 kỳ này diễn ra ở động cơ piston bị gián đoạn. Còn với các động cơ tuốc bin khí thì 4 kỳ này diễn ra liên tục nhưng tại các "khối" khác nhau: tại máy nén là giai đoạn nạp (kỳ 1) và nén không khí (kỳ 2); tại buồng đốt là giai đoạn đốt cháy nhiên liệu (nửa đầu kỳ 3); tại tua bin là giai đoạn giãn nở sinh công của dòng khí nóng (nửa cuối kỳ 3). Sau khi đi hết tuốc bin thì dòng khí này được thải ra bên ngoài (kỳ 4). Chính nhờ sự "liên tục" này mà công suất của các động cơ tua bin khí luôn vượt xa so với các loại động cơ nhiệt khác.