دورة أوتو هي دورة حرارية مثالية تصف آلية عمل محرك الاحتراق الداخلي المعتمد على الإشعال بالشرارة، وتُعد الأكثر شيوعًا في محركات السيارات. تهدف الدورة إلى شرح التغيرات التي تحدث للغاز داخل النظام عندما يتعرض لتغيرات في الضغط، درجة الحرارة، والحجم، بالإضافة إلى عمليات إضافة وإزالة الحرارة. يمثل الغاز داخل أسطوانة المحرك النظام المدروس، حيث تعكس دراسة العمليات الحرارية داخله تأثيرها على البيئة المحيطة. الغرض الأساسي من تحليل دورة أوتو هو دراسة الشغل الصافي المنتج من النظام، والذي يُستخدم في تشغيل المركبة ونقل حمولتها.
تتألف دورة أوتو من مراحل متعددة، وتتميز العمليات فيها بتنوعها. العمليات التي تحدث في أعلى وأسفل الدورة تمثل مرحلتي الضغط والتمدد الحراري. هذه العمليات تكون انعكاسية وثابتة الحرارة، ولا يحدث خلالها فقدان للطاقة الناتج عن الاحتكاك أو انتقال للحرارة من النظام أو إليه، إذ يُفترض أن الأسطوانة والمكبس معزولان حراريًا في هذه المرحلة. أما العمليات الجانبية التي تقع على يمين ويسار الدورة، فتتم عند حجم ثابت. في الجانب الأيسر، تُضاف الحرارة إلى النظام، بينما تُزال جزئيًا في الجانب الأيمن.
أثناء دورة أوتو، يُضاف شغل إلى النظام خلال مرحلة الضغط الحراري السفلى. وفي الوقت نفسه، تدخل الحرارة إلى النظام أثناء عملية الضغط عند الجانب الأيسر، بينما يتم التخلص من جزء من الحرارة أثناء التخفيف في الجانب الأيمن. النتيجة النهائية لهذه العمليات هي إنتاج شغل ميكانيكي صافٍ، يُحسب من مجموع الشغل المضاف والحرارة المكتسبة بعد خصم الحرارة المفقودة. هذا الشغل الصافي يُستخدم لتشغيل المركبة وتحقيق كفاءتها.