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La Termodinamica è il ramo della Fisica che ha a che fare con il calore e la temperatura e la loro relazione con l'energia e il lavoro. Il comportamento di queste quantità è regolato dalle quattro Leggi della termodinamica, indipendentemente dalla composizione o dalle proprietà specifiche del materiale o del sistema in questione. Le leggi della Termodinamica sono spiegate in termini di componenti microscopici mediante la Meccanica statistica. La Termodinamica si applica a un'ampia varietà di argomenti nella scienza e ingegneria, in particolare alla Chimica fisica, all'Ingegneria chimica e all'Ingegneria meccanica.

Storicamente, la Termodinamica nacque dalla volontà di aumentare l'efficienza dei primi motori a vapore, in particolare attraverso il lavoro del fisico francese Nicolas Léonard Sadi Carnot (1824), il quale riteneva che l'efficienza del motore fosse la chiave che poteva aiutare la Francia a vincere le guerre napoleoniche. Il fisico scozzese Lord Kelvin fu il primo a formulare una definizione concisa di Termodinamica nel 1854. ¹⁾

L'applicazione iniziale della Termodinamica ai motori termici meccanici è stata estesa all'inizio allo studio di composti chimici e reazioni chimiche. La Termodinamica chimica studia la natura del ruolo dell'entropia nel processo delle reazioni chimiche e ha fornito la maggior parte dell'espansione e della conoscenza del campo. Altre formulazioni di Termodinamica emersero nei decenni successivi. La Termodinamica statistica, o Meccanica statistica, si preoccupava delle previsioni statistiche del moto collettivo delle particelle dal loro comportamento microscopico. Nel 1909, Constantin Carathéodory presentò un approccio puramente matematico al campo nella sua formulazione assiomatica della Termodinamica, una descrizione spesso indicata come Termodinamica geometrica.