Išorinio degimo variklis yra stūmoklinis variklis, kurio degimas vyksta už cilindrų ribų. Ankstyvas pavyzdys yra garo variklis, kuris paprastai degindavo anglį variklio išorėje, kad vanduo virstų garais. Stirlingo variklis yra išorinio degimo variklis, kuris naudoja darbinį skystį, kad judėtų stūmokliai cilindruose. Kita vertus, vidaus degimo variklyje degalai deginami variklio cilindruose. Nors garo varikliai buvo iš esmės pakeisti, Stirlingo varikliai turi daug galimų pritaikymų.
Nors degimo dujos nepatenka į išorinio degimo variklio cilindrus, jos turi turėti terminį kontaktą su varikliu, kad jis veiktų. Garo variklyje deginant anglį šiluma per katilo sieneles perduodama vandeniui. Ši šiluma vandenį paverčia garais, kurie nukreipiami į variklio cilindrus. Tinkamu laiku garai stumia stūmoklį, kuris suka alkūninį veleną. Tokiu būdu garo variklis anglyje sukauptą cheminę energiją paverčia besisukančio alkūninio veleno mechanine energija.
Stirlingo variklis yra panašus į garo variklį, išskyrus tai, kad stūmokliams stumti naudojamos nuolatinės dujos, o ne vienkartiniai garai. Jis veikia keisdamas šilumą skirtingose savo cilindrų vietose. Šiluma praeina per cilindro sienelę ir įkaitina darbines dujas, kurios linkusios stumti stūmoklį, kad sukurtų galią. Kai stūmoklis turi grįžti į pradinę padėtį, šilumokaitis leidžia gretimoms dujoms atvėsti.
Per pastaruosius du šimtmečius išorinio degimo variklis buvo naudojamas įvairiai. Pramonės revoliucijos metu garo energija buvo plačiai naudojama gamyklose, taip pat laivuose ir traukiniuose, iš esmės pakeičiant vandens ratus ir gyvūnų raumenis kaip energijos šaltinius. Nors garo variklius galiausiai aplenkė vidaus degimo varikliai, jie išliko pagrindiniu energijos šaltiniu iki XX a.
Stirlingo variklis pritaikytas dar lanksčiau. Pavertęs sukimosi energiją į elektros energiją, jis gali pasinaudoti šilumos šaltinio teikiama nauda kombinuotai šilumos ir elektros energijos gamybai. Jis taip pat gali būti naudojamas atvirkščiai kaip šilumos siurblys – paima elektros energiją ir išpumpuoja šilumą.
Kadangi Stirlingo variklis į savo cilindrus perduoda tik šilumą, o ne medžiagą, jam nereikia degimo, kad būtų šilumos šaltinis. Su tokio tipo varikliu vienodai gerai galėtų veikti ir kitos nedegios šilumos formos, pavyzdžiui, branduolinė energija. Tiesą sakant, buvo pasiūlyta, kad būsimose atominėse elektrinėse gali būti įdiegtas Stirlingo išorinio degimo variklis, kad būtų supaprastintas dizainas ir padidintas efektyvumas.