Die im gesamten Europa fortschreitende Industrialisierung, die bereits im 18. Jahrhundert begonnen hatte und im 19. Jahrhundert, zu Carnots Zeiten, einen zunehmend rasanten Verlauf nahm, führte zu dem Problem, Dampfmaschinen mit höherem Wirkungsgrad, also einer besseren Ausbeute zu bauen. Außerdem suchte man eine geeignete Substanz, die einen weitaus höheren Wirkungsgrad erzielte als der bisher in den Maschinen eingesetzte Wasserdampf.
Carnot beschäftigte sich in seinen Forschungen mit diesen Problemen. Seine Forschungsergebnisse, die die Entwicklung von effizienteren Maschinen vorantrieben, veröffentlichte er 1824 unter dem Titel "Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance". Carnot fand heraus, dass der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine nur von der Temperaturdifferenz abhängt. Es ist also egal, mit welchem Gas man die Maschine betreibt.
Außerdem berechnete Carnot den maximalen Wirkungsgrad einer idealen Wärmekraftmaschine. Ideale Wärmekraftmaschinen werden heute ihm zu Ehren auch Carnot-Maschinen genannt. (DER STANDARD, Print-Ausgabe, 28./29. 5. 2005)