งานและอุณหภูมิและความสัมพันธ์กับพลังงานเอนโทรปีและคุณสมบัติทางกายภาพของสสารและรังสี พฤติกรรมของปริมาณเหล่านี้อยู่ภายใต้กฎสี่ข้อของอุณหพลศาสตร์ซึ่งอธิบายเชิงปริมาณโดยใช้ปริมาณทางกายภาพที่ วัดได้ด้วยตาเปล่า แต่อาจอธิบายได้ในแง่ขององค์ประกอบระดับจุลภาค ด้วยกลศาสตร์ ทางสถิติ อุณหพลศาสตร์ใช้กับหัวข้อที่หลากหลายในทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์โดยเฉพาะเคมีเชิงฟิสิกส์ชีวเคมีวิศวกรรมเคมีและวิศวกรรมเครื่องกล แต่ยังรวมถึงสาขาอื่นๆ ที่ ซับซ้อน เช่นอุตุนิยมวิทยาในอดีต อุณหพลศาสตร์ พัฒนาขึ้นจากความปรารถนาที่จะเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำ ยุคแรก โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากผลงานของนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสSadi Carnot (1824) ซึ่งเชื่อว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์เป็นกุญแจสำคัญที่จะช่วยให้ฝรั่งเศสชนะสงครามนโปเลียนได้ ลอร์ด เคลวินนักฟิสิกส์ชาวสกอต-ไอริชเป็นคนแรกที่กำหนดคำจำกัดความของอุณหพลศาสตร์อย่างกระชับในปี พ.ศ. 2397 ซึ่งกล่าวว่า "เทอร์โมไดนามิกส์เป็นเรื่องของความสัมพันธ์ของความร้อนกับแรงที่กระทำระหว่างส่วนที่อยู่ติดกันของร่างกาย และ ความสัมพันธ์ของความร้อนกับการไฟฟ้า" รูดอล์ฟ คลอสเซียสนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมันปรับปรุงหลักการของการ์โนต์ที่เรียกว่าวัฏจักรการ์โน ต์ และทำให้ทฤษฎีความร้อนมีพื้นฐานที่แท้จริงและมีเหตุผลมากขึ้น งานเขียนที่สำคัญที่สุดของเขาคือ "On the Moving Force of Heat", ตีพิมพ์ในปี 1850 โดยระบุกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ เป็น ครั้ง แรก ในปี 1865 เขาแนะนำแนวคิดของเอนโทรปี ในปี พ.ศ. 2413 เขาได้แนะนำทฤษฎีบทไวรัสซึ่งใช้กับความร้อน