Stirlingo ciklas yra regeneracinio termodinaminio ciklo tipas, kuris gali naudoti savarankišką darbinį skystį ir vidinį šilumą mainų komponentą, kad šiluma būtų paversta mechaniniu judesiu arba atvirkščiai. Dėl to Stirlingo ciklas yra naudingas varikliuose, šilumos siurbliuose, šaldymo įrenginiuose ir daugelyje kitų programų. Daugelyje skirtingų variklių konstrukcijų naudojamas Stirlingo ciklas, dauguma jų turi vieną arba du cilindrus. Nepriklausomai nuo konkrečios konstrukcijos, variklis, kuris naudoja šį ciklą, pereina keturis suspaudimo, šilumos pridėjimo, išsiplėtimo ir šilumos pašalinimo etapus.
Yra daugybė skirtingų išorinio degimo variklių, kurių kiekvienas naudoja skirtingą termodinaminio ciklo tipą. Garo varikliai veikia pagal Rankine ciklo principus, kai darbinis skystis, pvz., vanduo, naudojamas tiek skystoje, tiek dujinėje būsenoje. Kartkartėmis reikia įpilti papildomų skysčių, mažinančių šių sistemų efektyvumą. Stirlingo ciklas, kuris iš pradžių buvo išrastas 1816 m. kaip Rankine ciklo varžovas, naudoja darbinį skystį, kuris yra sandarus sistemoje. Daugeliu atvejų Stirlingo varikliuose naudojamas darbinis skystis yra oras.
Pagrindinė Stirlingo ciklo idėja sukasi apie vieno darbinio skysčio tūrio šildymą ir vėlesnį aušinimą. Tai sukelia terminį skysčio plėtimąsi ir susitraukimą, kuris gali būti naudojamas mechaniniams darbams atlikti. Daugeliu atvejų tai pasiekiama pritvirtinant stūmoklius prie smagračio. Kai skystis sistemoje plečiasi ir susitraukia, stūmokliai varomi aukštyn ir žemyn, todėl smagratis sukasi. Stirlingo ciklas vadinamas regeneraciniu ciklu dėl to, kad skystis yra savarankiškas, o tiek suspaudimo, tiek išsiplėtimo kameroje naudojamas vienodas skysčio tūris.
Stirlingo ciklas naudojamas ne tik varikliuose, nes procesas taip pat yra grįžtamas. Tai reiškia, kad prietaisas, kuris naudoja šį ciklą, gali veikti kaip šilumos siurblys, jei tiekiama mechaninė galia. Šiuo atveju išorinė mechaninė galia naudojama stūmokliams, kurie pumpuoja darbinį skystį tarp išsiplėtimo kameros ir suspaudimo kameros, varyti. Priklausomai nuo įrenginio nustatymo būdo, šis ciklo atsukimas gali būti naudojamas šilumos siurblyje, šaldymo įrenginyje ar bet kurioje kitoje programoje, kuriai reikalingas šilumos energijos perdavimas.