Un ciclu termodinamic este o serie de procese termodinamice care readuce un sistem la starea sa inițială. Proprietățile depind numai de starea termodinamică și, prin urmare, nu se modifică pe parcursul unui ciclu. Variabile precum căldura și lucrul nu sunt zero pe parcursul unui ciclu, ci depind de proces. Prima lege a termodinamicii impune ca aportul net de căldură să fie egal cu producția netă de muncă pe parcursul oricărui ciclu. Natura repetitivă a traseului procesului permite o funcționare continuă, ceea ce face ca ciclul să fie un concept important în termodinamică.
În cazul în care procesul ciclic se deplasează în sensul acelor de ceasornic în jurul buclei, atunci acesta reprezintă un motor termic, iar W va fi pozitiv. Dacă se mișcă în sens invers acelor de ceasornic, atunci reprezintă o pompă de căldură, iar W va fi negativ.
