Najjednostavniji i najstariji model Stirlingova motora na vrući zrak sačuvan je na Sveučilištu u Edinburghu, a njegova se replika nalazi u Science Museumu u Londonu. Taj model vjerojatno je nastao godinu prije prve patentne prijave 1816. i najjednostavniji je toplinski stroj ikada izumljen. To je jedini motor koji se loži s vanjske strane, pa ne treba ni ventila ni magneta, ni svjećice ni rasplinjača! Zato je Stirlingov motor daleko jednostavniji od svih postojećih motora s unutarnjim izgaranjem. Velika mu je ekološka prednost da ne zagađuje okolinu ili, točnije rečeno, štetna emisija otprilike je deset puta manja nego Ottovih ili Dieselovih motora. Osim svega, Stirlingov je motor nečujan i bez vibracija, jer nema unutarnjih eksplozija u cilindru. Zbog svih tih prednosti s pravom se očekuje da će Stirlingovi motori, koji su nastali prije gotovo dva stoljeća, pokretati 21. stoljeće, isto kao što su Dieselovi motori pokretali 20. stoljeće.
U dugačkom cilindru, koji se gore hladi zrakom, a dolje grije vatrom, kreće se takozvani "klip-premještač". Promjer dugačkoga klipa je oko 1% manji od promjera cilindra, pa se kroz taj uski prstenasti prolaz zrak stalno premješta iz vrućeg u hladni prostor i obratno. Ugrijan zrak iz vru}ega prostora ekspandira i gura radni klip u malom cilindru prema gore. Na povratku dolje radni klip tlači hladni zrak. Kako vruća ekspanzija daje više rada nego što ga troši hladna kompresija, razlika je koristan rad na osovini stroja.
