Định nghĩa entropy của Shannon có liên hệ chặt chẽ với định nghĩa entropy trong cơ học thống kê. Chính các công trình của Ludwig Boltzmann hay Willard Gibbs trong cơ học thống kê đã kích thích việc sử dụng từ entropy trong lý thuyết thông tin. Theo Edwin Thompson Jaynes (1957), thực tế cơ học thống kê và nhiệt động lực học có thể coi là ứng dụng của lý thuyết thông tin: entropy trong nhiệt động lực học có thể cọi là độ đo của thông tin vi mô (mô tả các trạng thái vi mô của từng phần tử trong hệ vật lý) mà chưa được mô tả hết bởi các thông số vĩ mô của hệ nhiệt động lực học.

Ví dụ về tương quan giữa entropy nhiệt động lực học và entropy thông tin còn được thể hiện ở con quỷ Maxwell. Quỷ Maxwell có thể tạo ra được khi nó làm giảm entropy nhiệt động lực học nhưng làm tăng entropy thông tin và cả hệ vẫn tuân thủ định luật hai nhiệt động lực học với tổng entropy không đổi và quá trình hoạt động của quỷ là thuận nghịch.