Les moteurs thermiques sont imparfaits, bien que puissants, ils ne développent leur puissance maximale et leur couple maximal que sur des plages de vitesse restreintes. De plus leur vitesse minimum de fonctionnement (idle) et leur vitesse maximum de fonctionnement (redline) sont des contraintes pour de nombreuses applications. C'est ici qu'interviennent les boites de vitesses permettant d'utiliser des sources d'énergies (ou sources aux contraintes similaires).