Palamistehokkuus on mitta siitä, kuinka tehokkaasti laite kuluttaa polttoainetta. Ihannetapauksessa se mitattaisiin 100%: iin, mikä tarkoittaa, että polttoaine oli täysin kulutettu. Käytännössä tätä tehokkuustasoa on mahdotonta saavuttaa, mutta on mahdollista päästä lähelle. Mitä alhaisempi palamistehokkuus, sitä vähemmän tehokas laite on, mikä tekee siitä kalliin käyttää, polttoaineen tuhlausta ja haitallista ympäristölle.
Palamistehokkuutta mitattaessa otetaan huomioon useita parametreja. Yksi niistä on polttoaineen koostumus sen määrittämiseksi, kuinka paljon potentiaalista energiaa on läsnä. Toinen on laitteeseen tulevan hapen määrä, ja korkeammat happitasot pyrkivät edistämään täydellisempää palamista. Laitteesta poistettavien kaasujen lämpötila ja koostumus ovat myös tärkeitä; tietyntyyppiset savukaasut osoittavat, että palaminen ei ole täydellistä, ja korkeat lämpötilat osoittavat, että lämpöä tuhlataan poistamalla se käytöstä sen sijaan, että sitä käytettäisiin.
Yksi klassisista esimerkeistä palamisen tehottomuudesta on puulämmitteinen takka, jonka hyötysuhde on usein alle 10%. Tämä tarkoittaa sitä, että takka ei hyödy täysimääräisesti puun energiaa, vaan muodostaa paljon epätäydellisen palamisen sivutuotteita, kuten nokia ja haitallisia kaasuja, ja menettää lämpöä savupiipun sijaan lämmittää huonetta. Sitä vastoin erikoistuneiden kaasulämmittimien hyötysuhde voi olla yli 90%, kun ne toimivat oikein.
Polttotehokkuus on tärkeä huolenaihe useista syistä. Ihmiset, jotka maksavat polttoainelaitteille, jotka polttavat polttoainetta energiaa tai lämpöä varten, mitä tehokkaammin laite käyttää polttoainetta, sitä vähemmän sen käyttö maksaa, mikä on hyvä. Ihmisille, jotka ovat huolissaan ympäristöstä, tehokkaampi polttaminen on hyödyllistä, koska se vähentää saastumista; tämä vähentää myös laitteiden kulumista, joka johtuu hiukkasten ja haitallisten savukaasujen kertymisestä.
Ihannetapauksessa palamistehokkuus saavuttaisi stökiometrisen vaiheen, joka on täysin tasapainoinen reaktio, joka kuluttaa 100% polttoainetta. Tämä edellyttäisi erittäin hallittuja olosuhteita, joita ei yksinkertaisesti ole saatavilla todellisessa maailmassa. On kuitenkin mahdollista valvoa laitetta sen tehokkuuden määrittämiseksi eri käyttöjaksojen aikana, jotta voidaan tehdä säätöjä, jotka voivat lisätä tehokkuutta. Tämä valvonta voi olla kriittistä teollisella tasolla, jolloin polttoainehukasta voi tulla melko kallista, mutta ihmiset voivat hyötyä myös polttotehokkuuden seurannasta kotonaan, koska he voivat säästää polttoainekustannuksissa merkittävästi vain varmistamalla laitteiden tehokkuuden.