熱力學第一定律基本內容是，熱可以轉變爲功，功也可以轉變爲熱；消耗一定的功必產生一定的熱，一定的熱消失時，也必產生一定的功。熱力學第一定律是能量守恆原理的一種表達方式。熱力學第二定律，又稱“熵增定律”，表明了在自然過程中，一個孤立系統的總混亂度（即“熵”）不會減小。
熱力學第一定律和第二定律是科學界公認的宇宙普遍規律。能量守恆定律是說，能量可以由一種形式變爲另一種形式，但其總量既不能增加也不會減少，是恆定的。二十世紀初愛因斯坦發現能量和質量可以互變後，此定律改爲能質守恆定律。這個定律應用到熱力學上，就是熱力學第一定律。
熱力學第二定律是描述熱量的傳遞方向的：分子有規則運動的機械能可以完全轉化爲分子無規則運動的熱能；熱能卻不能完全轉化爲機械能。此定律的一種常用的表達方式是，每一個自發的物理或化學過程總是向著熵（entropy）增高的方向發展。熵是一種不能轉化爲功的熱能。
而熵的改變量等於熱量的改變量除以絕對溫度，高、低溫度各自集中時，熵值很低；溫度均勻擴散時，熵值增高。物體有秩序時，熵值低；物體無序時，熵值便增高。現在整個宇宙正在由有序趨於無序，由有規則趨於無規則，宇宙間熵的總量在增加。
