从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其它影响的热机称为第二类永动机。第二类永动机并没有违反热力学第一定律，而是违反了热力学第二定律；违反热力学第一定律的是第一类永动机。
在热力学第一定律问世后，人们认识到能量是不能被凭空制造出来的，于是有人提出，设计一类装置，从海洋、大气乃至宇宙中吸取热能，并将这些热能作为驱动永动机转动和功输出的源头，这就是第二类永动机。只有单一的热源，它从这个单一热源吸收的热量，可以全部用来做功，而不引起其他变化，人们把这种想象中的热机称为第二类永动机。
德国人克劳修斯和英国人开尔文在研究了卡诺循环和热力学第一定律后，提出了热力学第二定律。这一定律指出不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。热力学第二定律的提出宣判了第二类永动机不可能实现。第二类永动机不可能制成表示机械能和内能的转化过程具有方向性，也是有能量输入的单热源热机。
