O ciclo de Otto é um ciclo termodinâmico idealizado que descreve o funcionamento de um típico motor de pistão de ignição com faísca. É o ciclo termodinâmico mais comum em motores de automóveis, funcionando nos chamados quatro tempos: Admissão, compressão, combustão e exaustão (escape).

Este ciclo é uma descrição do que acontece com uma massa de gás submetida a trocas de calor e variações de pressão, temperatura e volume. A massa de gás sujeita a essas mudanças é chamada de sistema, logo o sistema, neste caso, é definido como o fluido (gás) dentro do cilindro. Ao descrever as mudanças que ocorrem dentro do sistema, também descreverá em inverso, o efeito do sistema sobre o meio ambiente. No caso do ciclo Otto, o efeito será produzir o trabalho líquido suficiente para impulsionar um automóvel e seus ocupantes.

Tal ciclo consiste em compressão isentrópica (em termodinâmica, a compressão onde a entropia do sistema permanece constante), adição de calor em volume constante, expansão isentrópica e rejeição de calor em volume constante. No caso de um ciclo Otto de quatro tempos, tecnicamente, existem dois processos adicionais: um para o escape de calor residual e produtos de combustão a pressão constante (isobárica) e outro para a ingestão de ar fresco rico em oxigênio também a pressão constante. No entanto, estes são muitas vezes omitidos em uma análise simplificada.

Mesmo que esses dois processos sejam críticos para o funcionamento de um motor real, em que os detalhes da transferência de calor e química de combustão são relevantes, para a análise simplificada do ciclo termodinâmico, é mais conveniente assumir que todo o calor residual é Removido durante uma única mudança de volume.