Termodinamično ravnotežje opisuje sistem, katerega lastnosti se ne bodo spremenile brez neke vrste zunanjega vmešavanja. Z drugimi besedami, sistem v termodinamičnem ravnotežju se ne bo spremenil, razen če mu nekaj dodamo ali odštejemo. Primer tega je mlačna pijača. Pijača se je morda začela hladna, toda toplota iz zraka se bo premaknila v hladno pijačo in jo naredila toplejšo, dokler ni enaka temperature kot zrak – s čimer se doseže termodinamično ravnotežje. Poleg tega, ker se toplota premika iz zraka v pijačo, bo tudi zrak neposredno okoli skodelice postal hladnejši.
Proces, ki ga sistem uporablja za doseganje termodinamičnega ravnotežja, je opisan v dveh zakonih fizike: prvem zakonu termodinamike in drugem zakonu termodinamike. Prvi zakon pravi, da energije ni mogoče ustvariti ali uničiti, ampak jo je mogoče le prenašati. Drugi zakon pravi, da se bo v izoliranem sistemu entropija povečevala, dokler ne bo doseženo ravnovesje. To je bistvo termodinamičnega ravnotežja. Da bi objekt dosegel termodinamično ravnotežje, morajo biti izpolnjeni trije pogoji: kemično ravnotežje, mehansko ravnotežje in toplotno ravnotežje.
Mehansko ravnovesje opisuje, kaj se zgodi, ko v sistemu ali v sistemu in njegovi okolici ni neuravnoteženih sil. To pomeni, da morajo biti sile enake v sistemu ter v sistemu in njegovi okolici. Ena takih sil je pritisk. Če je tlak v sistemu in v sistemu in njegovi okolici enak, je doseženo mehansko ravnovesje. Če mehanskega ravnovesja ni, si bo sistem prizadeval doseči ravnovesje.
Da bi bil sistem v kemičnem ravnotežju, ne bi smelo potekati nobenih čistih kemičnih reakcij. V nekaterih sistemih to lahko pomeni, da so se kemične reakcije ustavile. Vendar pa lahko v drugih sistemih to pomeni, da je sistem dosegel dinamično ravnovesje. Dinamično ravnotežje opisuje stanje, v katerem potekajo prednje in rezervne reakcije na tak način, da neto količina reaktantov ostane nespremenjena. V kemičnem ravnovesju je potrebno tudi, da se snov ne premika iz enega območja v drugo, na primer, ko se zgodi difuzija.
Ko je predmet v toplotnem ravnotežju, morajo biti temperature enake. Primer mlačne pijače je primer sistema, ki doseže toplotno ravnotežje. Ko pride predmet v toplotni stik z drugim predmetom, kot je zrak, se toplota premakne iz višje koncentracije v nižjo koncentracijo, to je iz vroče v hladno. Mimogrede, to pomeni, da led ne ohladi pijače, temveč pijača led segreje. Toplota se bo še naprej premikala od visoke koncentracije do nizke, dokler nista oba predmeta na isti temperaturi in doseženo toplotno ravnotežje.