Trong vật lý, nhiệt động lực học lỗ đen[1] là chuyên ngành nghiên cứu nhằm làm các định luật nhiệt động lực học tương thích với sự tồn tại của chân trời sự kiện lỗ đen. Sau khi việc nghiên cứu cơ học thống kê của bức xạ vật đen dẫn đến sự hình thành lý thuyết cơ học lượng tử, nỗ lực để hiểu được bản chất cơ học thống kê của lỗ đen đã có ảnh hưởng lớn lên cái nhìn về hấp dẫn lượng tử, dẫn đến sự hình thành của nguyên lý toàn ký.[2]