斯特林发动机是一种外燃机，其工作原理基于一个封闭的工作气体循环系统。它通过交替加热和冷却气体来实现能量转换，从而驱动活塞运动。与内燃机不同，斯特林发动机不需要燃料在气缸内部燃烧，而是利用外部热源来加热工作气体。

基本结构包括一个由两个活塞组成的气缸和一个加热器、冷却器以及回热器。活塞分为动力活塞和 displacer 活塞。动力活塞负责将机械能转化为动能，而 displacer 活塞则用来控制气体在加热器和冷却器之间的移动。

工作过程如下：

1. 当加热器部分的气体被加热时，温度升高，体积膨胀，推动动力活塞向外移动。

2. 同时，displacer 活塞将气体从加热区推向冷却区。

3. 在冷却区，气体温度下降，体积收缩，这会拉动动力活塞返回原位。

4. 接着，displacer 活塞再次将气体推回到加热区，完成一个循环。

这种连续的热力循环使得斯特林发动机能够高效地将热能转化为机械能。由于它使用外部热源，斯特林发动机可以使用多种能源，如太阳能、生物燃料或工业废热等。

斯特林发动机的优点在于它的环保性和低噪音水平。然而，它的主要缺点是效率相对较低，并且制造成本较高。尽管如此，随着技术的进步，斯特林发动机的应用范围正在不断扩大，特别是在可再生能源领域中展现出巨大的潜力。