Die Hauptsätze der Thermodynamik bilden den Ausgangspunkt für die Betrachtung aller thermodynamischen Problemstellungen. Der nullte Hauptsatz der Thermodynamik führt die Temperatur als eine Größe ein, die überall im System gleich ist, wenn es sich im thermodynamischen Gleichgewicht befindet. Der erste Hauptsatz beschreibt die Energieerhaltung und stellt die Änderung der inneren Energie eines geschlossenen Systems als Summe der zu- und abgeführten Wärme sowie Arbeit dar. Der zweite Hauptsatz legt fest, dass die Entropieänderung eines abgeschlossenen Systems für reversible Prozesse null, für irreversible Prozesse größer als null, niemals aber negativ ist. Der dritte Hauptsatz schließlich weist der Entropie einen Zahlenwert zu, der bei einer Temperatur von 0 K für Kristalle gleich null ist, und schließt gleichzeitig das Erreichen dieser Temperatur, die als absoluter Nullpunkt bezeichnet wird, in einer endlichen Anzahl von Schritten aus.
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