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De manière générale les moteurs de Stirling à faible différence de température ne fournissent pas une puissance élevée. Ceci est une caractéristique intrinsèque des LTDS et des phénomènes physiques qui s'y déroulent.

Premièrement la fréquence de fonctionnement est basse. En effet le mouvement du piston et du déplaceur est induit par les variations de pression du gaz de travail, elles-mêmes générées par l'échauffement et le refroidissement du ce dernier. Comme le transfert de chaleur est proportionnel à la différence de température entre le gaz et les systèmes de chauffe/refroidissement un moteur de Stirling à faible différence de température ne peut que fonctionner à une vitesse basse par rapport à un Stirling standard.

De plus comme la variation de température de gaz de travail est faible durant un cycle, sa variation de pression sera également faible. Par conséquent le travail produit sur un cycle est pl,us faible dans un LTDS.

Il faut encore considérer le rendement thermodynamique de ce type d'engin, qui dans le meilleur des cas correspond au rendement d'un cycle de Carnot:

 Rendement = (Th -Tc) / Th

où Th est la température de l'échangeur chaud et Tc la température de l'échangeur froid.

 rendement stirling

Ce rendement de Carnot correspond en fait à un rendement maximum atteignable pour un cycle parfait. On peut raisonnablement considérer un rendement effectif de moitié plus faible. A ceci s'ajoutent les autres pertes, non thermodynamiques, telles que les pertes par frottement ou les celles dues aux fuites du gaz de travail.