Die Idee des Perpetuum Motion klingt einfach. Ein so angetriebenes Elektroauto könnte seine eigenen Batterien für immer wieder aufladen und eine Uhr könnte sich jahrelang automatisch zurückspulen. Aber es gibt einen Grund, warum Perpetuum Mobile im Reich der Fantasie bleiben; es sind die Gesetze der Thermodynamik. Einige Erfindungen scheinen wie ein Perpetuum mobile zu laufen, aber sie beruhen normalerweise auf einer verborgenen Quelle externer Energie.
Sowohl der Erste als auch der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik halten das Perpetuum Mobile in der Garage. Nach einem Teil des Ersten Hauptsatzes kann Energie nicht erzeugt oder zerstört, sondern nur in verschiedene Formen umgewandelt werden. Die Batterien, die ein Elektroauto antreiben, enthalten nur eine bestimmte Menge Energie. Die meiste Energie fließt in den Antrieb des Elektromotors, aber ein Teil geht unweigerlich durch Reibung und Schwung nach einem Stopp verloren. Das Ladegerät des Autos müsste mehr Energie erzeugen, um die Batterien auf voller Kapazität zu halten. Es gibt keinen solchen Stromgenerator und kann auch nicht gebaut werden, wenn die Gesetze der Thermodynamik wahr sind.
Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik verhindert auch, dass Perpetuum Mobile Machines Realität werden. Ein Teil des zweiten Hauptsatzes besagt, dass Wärmeenergie unweigerlich kalte Bereiche aufsucht und schließlich einen neutralen Temperaturzustand namens Entropie erzeugt. Dies bedeutet, dass das Auto irgendwann aufgrund eines Mangels an nutzbarer Wärmeenergie ausklumpt. Das Motorgehäuse wird während der Arbeit heiß, und ein Teil dieser Wärmeenergie würde an die Luft abgegeben und nicht zurück in das Batteriesystem. Da äußere Faktoren wie Schwerkraft und Reibung ständig an der Maschine ziehen würden, ginge schließlich die gesamte nutzbare Energie verloren.
Perpetuum mobile Maschinen wären nur möglich, wenn ein Stoff gefunden würde, der mehr Energie erzeugt als verbraucht. Einige Erfinder hofften, dass sich radioaktive Materialien auf diese Weise als nützlich erweisen würden, aber ihre Energie gilt immer noch als endlich. Magnete wurden auch verwendet, um potenzielle Perpetuum Mobile-Maschinen anzutreiben, aber ihr fortgesetzter Betrieb erfordert oft eine externe Energiequelle. Die Schwerkraft wird normalerweise als eine Kraft angesehen, die dem Perpetuum mobile feindlich gegenübersteht, aber einige Erfinder nutzen die Schwerkraft zu ihrem Vorteil, wenn sie theoretische Maschinen entwickeln.
Da wissenschaftliche Gesetze und Theorien ein Perpetuum mobile im Allgemeinen für unmöglich halten, sind Patentämter äußerst zurückhaltend, Patente für solche Maschinen zu erteilen. Die vorgeschlagenen Maschinen sind die einzigen Geräte, die zum Zeitpunkt der Patentanmeldung ein funktionierendes Modell benötigen. Bis heute hat kein Erfinder erfolgreich ein funktionierendes Modell einer solchen Maschine vorgelegt.