Era hijo de [[Lazare Carnot]], conocido como el '''Gran Carnot''', y tío de [[Marie François Sadi Carnot]], que llegó a ser [[Presidente de la República Francesa]].
Licenciado en la [[École polytechnique|Escuela Politécnica]], en [[1824]] publicó una ''Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia'', en doholandedonde expuso los dos primeros principios de la termodinámica. Estos trabajos, poco comprendidos por parte de sus contemporáneos, fueron más tarde conocidos en [[Alemania]] por [[Rudolf Clausius]] (que fue quien los difundió) y por [[William Thomson]] (lord Kelvin) en el [[Reino Unido]]. Como reconocimiento a las aportaciones del primero, el principio de Carnot se rebautizó como ''principio de Carnot-Clausius''. Este principio permite determinar el máximo rendimiento de una [[máquina térmica]] en función de las temperaturas de su fuente caliente y de su fuente fría. Cuando [[Luis XVIII]] envió a Carnot a [[Inglaterra]] para investigar el elevado [[rendimiento]] de sus [[máquina de vapor|máquinas de vapor]], se dio cuenta que la creencia generalizada de elevar la temperatura lo más posible para obtener el vapor mejoraba el funcionamiento de las máquinas. Poco después descubrió una relación entre las temperaturas del foco caliente y frío y el rendimiento de la máquina. Como corolario se obtiene que ninguna máquina real alcanza el rendimiento teórico de Carnot (obtenido siguiendo el [[ciclo de Carnot]]), que es el máximo posible para ese intervalo de temperaturas. Toda máquina que sigue este ''ciclo de Carnot'' es conocida como [[máquina de Carnot]].
Sadi Carnot no publicó nada después de [[1824]] y es probable que él mismo creyera haber fracasado. Su pensamiento es original, único en la historia de la ciencia moderna, pues a diferencia de lo que le sucede a muchos otros científicos, no se apoya en nada anterior y abre un amplio campo a la investigación. Ese libro, despreciado hasta entonces por la comunidad científica de la época, fue recogido por [[Rudolf Clausius]] y [[William Thomson|Lord Kelvin]] para formular, de una manera matemática, las bases de la termodinámica.
