Základními principy termodynamiky jsou zákon zachování energie, který říká, že energie nemůže být vytvořena ani zničena, pouze přeměněna z jedné formy na druhou. Druhým základním principem je druhý termodynamický zákon, který říká, že přirozený směr procesů je takový, aby se zvýšila entropie, což je míra neuspořádanosti systému. Třetí základní princip termodynamiky je nulový zákon, který popisuje, jak se systémy dosahující termodynamické rovnováhy navzájem teplotně vyrovnávají.
Základními principy termodynamiky jsou první a druhý zákon termodynamiky, které stanovují, že energie je zachována a energie má tendenci pohybovat se z oblastí vyšší koncentrace do oblastí nižší koncentrace. Třetí zákon termodynamiky stanoví, že při absolutní nule, když je veškerá tepelná energie pryč, vznikne dokonalá krystalická struktura. Nakonec nultý zákon termodynamiky stanoví, že dva systémy v termodynamické rovnováze s třetím systémem jsou v termodynamické rovnováze i mezi sebou.