SEER และ EER ของเครื่องปรับอากาศเครื่องหนึ่งจะถูกจำกัดโดยกฎของอุณหพลศาสตร์. กระบวนการทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพสูงสุดเท่าที่เป็นไปได้คือ Carnot cycle. COP ของเครื่องปรับอากาศที่ใช้ Carnot cycle คือ

C O P C a r n o t = T C T H − T C {\displaystyle COP_{Carnot}={\frac {T_{C}}{T_{H}-T_{C}}}}

เมื่อ T C {\displaystyle T_{C}} คืออุณหภูมิในห้องและ T H {\displaystyle T_{H}} คืออุณหภูมินอกห้อง. อุณหภูมิทั้งสองจะต้องได้รับการวัดโดยใช้ระดับอุณหภูมิของอุณหพลศาสตร์ที่มีพื้นฐานที่ศูนย์สัมบูรณ์เช่นอุณหภูมิเป็น Kelvin หรือ Rankine. EER จะคำนวณได้จากการคูณ COP ด้วย 3.412 BTU/W⋅h ตามที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น:

E E R C a r n o t = 3.412 T C T H − T C {\displaystyle EER_{Carnot}=3.412{\frac {T_{C}}{T_{H}-T_{C}}}}

สมมติว่าอุณหภูมินอกห้อง = 95 °F (35 °C) และอุณหภูมิในห้อง = 80 °F (27 °C), สมการข้างต้นจะให้ (เมื่ออุณหภูมิถูกแปลงเป็นเคลวินหรือแรนกิ้น) COP = 36, หรือ EER = 120. ตัวเลขนี้จะเป็นประสิทธิภาพมากขึ้นประมาณ 10 เท่ามากกว่าเครื่องปรับอากาศที่ใช้ในบ้านทั่วไปที่มีอยู่ในปัจจุบัน.

EER ที่สูงสุดจะลดลงเมื่อความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของอากาศภายในและภายนอกเพิ่มขึ้นและในทางกลับกัน. ในอากาศแบบทะเลทรายที่อุณหภูมิภายนอกคือ 120 °F (49 °C), COP สูงสุดจะตกลงมาถึง 13 หรือ EER ที่ 46 (สำหรับอุณหภูมิในร่ม 80 °F (27 °C)).

SEER สูงสุดสามารถคำนวณได้โดยการเฉลี่ยค่าสูงสุดของ EER ในช่วงอุณหภูมิที่คาดไว้ตลอดฤดูกาล.