Polttoturbiini on kone, johon ilma tulee, puristuu ja sekoittuu kaasun tai öljyn kanssa ennen sytyttämistä. Tyypillisesti ilmaa vedetään sisään edestä, kun taas puristus ja palaminen tapahtuvat yleensä myös eri osissa. Palamisesta syntyvä lämpö voi sitten siirtää turbiinin, joka muuntaa nopeasti liikkuvan korkeapainekaasun voiman energiaksi. Voimalaitokset käyttävät polttoturbiinia usein sähkön tuottamiseen sekä lentokoneiden moottoreissa työntövoiman tuottamiseen.
Järjestelmää kutsutaan myös kaasuturbiiniksi, ja se on yleensä polttomoottori, jossa kaasut sytytetään jatkuvasti, kun taas automoottoreissa tämä prosessi on tyypillisesti ajoittainen. Suurin osa turbiinin tehosta käyttää kompressoria, kun taas vain osa siitä tuottaa sähköä. Siksi yhteinen ongelma polttoturbiinissa on energiatehokkuus. yksikön toiminta määritellään yleensä Brayton -syklin avulla, jossa ilmaa puristetaan ja paine kasvaa. Ilma kuumennetaan vakiopaineessa, kunnes se voi laajentua, jolloin paine ja lämpötila laskevat. Ilmamäärä vähenee tyypillisesti, kun lämpö pääsee ulos koneesta ilmakehään.
Joskus palamisturbiiniin lisätään regeneraattori pakokaasun vapauttaman ilman lämmittämiseksi, kun taas välijäähdytin voi alentaa paineistetun kaasun lämpötilaa. Se voi minimoida kompressorin tarvitseman työn ja parantaa turbiinin tehokkuutta. Järjestelmissä, joissa on kaksi turbiinia, molempien välisessä virtauksessa käytetään usein uudelleenlämmitintä. Toinen tapa lisätä polttoturbiinin tehokkuutta voi olla lämmön talteenotto pakokaasusta kanavapolttimen avulla käytettäväksi uuneissa, materiaalien kuivausjärjestelmissä ja muissa prosesseissa, joissa käytetään ylimääräistä lämpöä.
Polttoturbiinin tehokkuuteen voivat vaikuttaa myös ilmasto ja korkeus. Paikoissa, joissa lämpötila vaihtelee suuresti kesän ja talven välillä, tehokkuus ja kapasiteetti voivat vaihdella melkoisesti. Tyypilliset arvot voivat auttaa suunnittelijoita päättämään, minkä tyyppisiä komponentteja lisätään, jotta turbiini toimisi mahdollisimman energiatehokkaasti.
Useimmat kaupalliset polttoturbiinityypit voivat toimia missä tahansa 500 kilowatista 25 megawattiin mallista riippuen. Typpioksidi- ja hiilimonoksidipäästöt ovat toisinaan huolestuttavia, joten veden ruiskutus ja valikoiva katalyyttinen pelkistys (SCR) -komponentteja voidaan lisätä vähentämään tällaisille kaasuille altistumisen riskiä. Polttomoottori on tyypillisesti luotettava ja yleisesti saatavilla sähköyhtiöille ja muille laitoksille, jotka voivat käyttää tällaisia koneita.