Nhiệt động học chia vũ trụ ra thành các hệ ngăn cách bởi biên giới (có thật hay tưởng tượng). Tất cả các hệ không trực tiếp nằm trong nghiên cứu được quy là môi trường xung quanh. Có thể chia nhỏ một hệ thành nhiều hệ con, hoặc nhóm các hệ nhỏ thành hệ lớn. Thường, mỗi hệ nằm ở một trạng thái nhất định đặc trưng bởi một số thông số (thông số sâu và thông số rộng). Các thông số này có thể được liên hệ qua các phương trình trạng thái. Xem thêm trang các trạng thái vật chất.