Trije zakoni termodinamike urejajo prenos in obnašanje vse snovi in energije v vesolju, kot ga znanost običajno razume. Če povzamemo, prvi zakon pravi, da količina energije in toplote v izoliranem sistemu ostaneta konstantna; iz sistema ne more priti več energije, kot je bila vložena vanj. To je povezano z Zakonom o ohranjanju energije, ki pravi, da snovi in energije ni mogoče ustvariti ali uničiti. Drugi zakon termodinamike je eden najpomembnejših temeljev narave, odgovoren za puščico časa in nepovratnost narave.
Ne glede na to, kako idealen se zdi sistem, popolnega sistema ni. Nekaj energije, bodisi električne, toplotne ali mehanske, se bo izgubilo zaradi trenja in se pretvorilo v odpadno toploto. To pomeni, da se bo sčasoma skupna energija sistema postopoma približala nič, razen če se doda zunanja energija. Količina entropije ali nereda v sistemu se bo približala največjemu, kar pomeni, da v sistemu ali s strani sistema ni mogoče opraviti nobenega koristnega dela, ker so njegove molekule in delci preveč neorganizirani. Drugi zakon termodinamike pravi, da sistemi težijo k neredu iz bolj urejenega stanja; kocka ledu v kozarcu vode se bo stopila in rahlo segrela okoliško vodo, s čimer bosta oba sistema v ravnovesju.
Drugi zakon termodinamike preglasi prvi zakon; kjer prvi zakon pravi, da izhodna energija nikoli ne sme preseči vložka energije, drugi zakon pravi, da izhodna energija nikoli ne more biti enaka vhodu energije zaradi stalne izgube energije in težnje, da se sistemi približujejo ravnotežju. Manj energije ima sistem, večja je entropija, ker potrebuje energijo za vzpostavitev reda in zmanjšanje skupne entropije. Ko energija znotraj sistema doseže ravnotežje, je entropija največja. Na primer, čeprav se skodelica tople vode naravno ohladi, je potrebna nenehna uporaba toplotne energije, da voda ostane pri toplejši temperaturi.
Kozmologi iščejo drugi zakon termodinamike, da bi ustvarili teorije o končni usodi vesolja. Najpogostejša teorija je, da ker je vesolje samo izoliran termodinamični sistem, se bo njegova entropija približala maksimumu, ko bodo zvezde izgorele in postale črne luknje. Ti bodo sčasoma izhlapeli po 100 bilijonih let, pri čemer bo vesolje ostalo sterilizirano praznino do konca večnosti, razen kvantnih nihanj.