「もしも部屋の中を飛び回る分子のうち『速いもの』だけを右側へ、『遅いもの』だけを左側へ、魔法のように仕分けできたらどうなるだろう？」──19世紀の物理学者ジェームズ・クラーク・マクスウェルは、そんな空想を思い描きました。
彼は、仕切りの小さなドアを自在に操作する「悪魔」を想定し、ドアの反対側に入ろうとする分子が『速い』か『遅い』かを瞬時に見分けて、速い分子だけを片側に集めてしまう、というのです。
普通、熱力学第二法則によれば、熱エネルギーが一方的に移動して温度差が自然に生まれることはありません。
けれども、この「悪魔」が素早く仕切りを開け閉めすれば、左側は低速分子ばかりで冷たい領域、右側は高速分子ばかりで高温の領域が勝手にできあがるかもしれません。
もしこんなふうに簡単に温度差を作れたら、温度差を利用してピストンを動かし、いくらでもエネルギー（仕事）を取り出すことができそうです。
言い換えれば、「何も燃やさずにエンジンを回せる」という、まさに第二法則を破るシナリオが頭に浮かびます。
この仕組みが「マクスウェルの悪魔」です。
そしてここから派生して生まれたのが、「悪魔エンジン」という着想です。
普通のエンジンの場合では
燃料の燃焼→ピストンを押し出して仕事を取り出し→排気して元の状態に戻す
という流れを何度も回して動力を得ます。
同じように、悪魔エンジンも
測定→フィードバック→メモリ消去
という流れをサイクルとして動かすことで、繰り返しエネルギーを取り出すかもしれない、というのが理論上の発想です。
測定のステップでは、悪魔は、ターゲットとなる物理系がどのような状態にあるか（たとえばどの分子の速度が速いか遅いか、量子状態が励起状態か基底状態かなど）を測定します。
このとき得られる情報は、悪魔がどんな操作をすればより多くの仕事を取り出せるかを判断するために使われます。
