Термодинамичките вредности се дискутираат во однос на системот и неговата околина. Сè што не е дел од системот, претставува нејзина околина. Системот и околината се одделени со граница. На пример, ако системот е еден крт од гас во сад, тогаш границата е едноставно внатрешниот wallид на самиот сад. Сè што е надвор од границата, се смета за околината, што би го вклучувало самиот сад.
Границата мора да биде јасно дефинирана, така што јасно може да се каже дали даден дел од светот е во системот или во околината. Ако предметот не е во можност да премине преку границата, тогаш системот се вели дека е затворен; во спротивно, таа е отворена. Затворениот систем сè уште може да разменува енергија со околината, освен ако системот не е изолиран, во тој случај ниту материјата ниту енергијата не можат да ја минат границата.
Првиот закон за термодинамика, познат и како Закон за зачувување на енергијата, вели дека енергијата не може да се создаде ниту уништи; енергијата може да се пренесе или менува само од една во друга форма. На пример, се чини дека вклучувањето на светлина произведува енергија; сепак, тоа е електрична енергија што се конвертира.
Начин на изразување на првиот закон за термодинамика е дека секоја промена во внатрешната енергија (∆E) на системот е дадена со збирот на топлината (q) што тече низ нејзините граници и работата (w) направено на системот од околината.
∆E = q + w
каде q е топлината што тече низ нејзините граници и w е работата направена на системот од околината
Овој закон вели дека постојат два вида процеси, топлина и работа, кои можат да доведат до промена во внатрешната енергија на системот. Бидејќи и топлината и работата можат да се мерат и квантифицираат, ова е исто како да се каже дека секоја промена во енергијата на системот мора да резултира во соодветна промена во енергијата на околината надвор од системот. Со други зборови, енергијата не може да се создаде или уништи. Ако топлината се влева во систем или околината работи на тоа, внатрешната енергија се зголемува и знакот на q и w е позитивен. Спротивно на тоа, протокот на топлина надвор од системот или работата направена од системот (на околината) ќе биде на штета на внатрешната енергија, а q и w, според тоа, ќе бидат негативни.
Вториот закон за термодинамика вели дека ентропијата на изолиран систем секогаш се зголемува. Изолираните системи спонтано се развиваат кон топлинска рамнотежа - состојба на максимална ентропија на системот. Едноставно кажано, ентропијата на универзумот (крајниот изолиран систем) само се зголемува и никогаш не се намалува.
Едноставен начин да се размислува за вториот закон за термодинамика е дека просторијата, ако не се исчисти и прилагодени, секогаш ќе стане повеќе неуредна и неуредна со времето - без оглед колку е внимателна да се чува чиста. Кога просторијата се чисти, нејзината ентропија се намалува, но напорот да се исчисти резултираше во зголемување на ентропија надвор од просторијата што ја надминува изгубената ентропија.
Третиот закон за термодинамика наведува дека ентропијата на системот се приближува кон постојана вредност бидејќи температурата се приближува до апсолутна нула. Ентропијата на системот со апсолутна нула е типично нула, и во сите случаи се определува само со бројот на различните состојби што ги има. Поточно, ентропијата на чиста кристална супстанција (совршен ред) на апсолутна нула температура е нула. Оваа изјава важи ако совршениот кристал има само една состојба со минимална енергија.
