Sisepõlemismootorite soojusliku efektiivsuse parandamine on mitmete põhiliste ja praktiliste piirangute tõttu äärmiselt keeruline:
Termodünaamilised piirid:
Sisepõlemismootorid on seotud termodünaamika seadustega,{0}}eriti Carnot' efektiivsuse piirmääraga. Isegi ideaalsetes tingimustes saab ainult osa kütusest saadavast soojusest kasulikuks tööks muuta. Suur osa energiast läheb heitsoojusena paratamatult kaotsi väljalaske- ja jahutussüsteemide kaudu.
Mehaanilised ja hõõrdekaod:
Tõhususe kasvades muutuvad edasised täiustused marginaalseks, kuna hõõrdumine, pumpamiskaod ja parasiitkaod (nt veepumbast või generaatorist) on tänapäevaste mootorite puhul juba suurel määral minimeeritud.
Materjali piirangud:
Suurem soojustõhusus nõuab tavaliselt kõrgemat põlemistemperatuuri ja -rõhku, mis nõuavad täiustatud materjale, mis taluvad äärmuslikke tingimusi. Need materjalid võivad olla kallid või mitte veel äriliselt elujõulised.
Heitkoguste kompromiss{0}}:
Tehnikad, mis parandavad tõhusust-nagu lahja-põlemine-, võivad suurendada lämmastikoksiidi (NOx) heidet. Rangemad heiteeeskirjad sunnivad tootjaid sageli eelistama puhtamat põlemist maksimaalse efektiivsuse asemel.
Vähenev tulu:
Kaasaegsed mootorid saavutavad juba suhteliselt kõrge kasuteguri (mõnedel hübriididel kuni 40–45%). Edasised täiustused muutuvad reaalses-sõidus üha keerukamaks, kulukamaks ja vähem mõjukamaks.
Selle tulemusena on paljud tootjad keskendunud elektrifitseerimisele, kus energia muundamine võib olla üldiselt tõhusam.
