Termodinamiskais līdzsvars apraksta sistēmu, kuras īpašības nemainīsies bez kaut kādiem ārējiem traucējumiem. Citiem vārdiem sakot, sistēma termodinamiskā līdzsvarā nemainīsies, ja no tās kaut kas netiks pievienots vai atņemts. Piemērs tam ir remdens dzēriens. Iespējams, ka dzēriens ir sācies auksts, bet siltums no gaisa pārvietosies aukstajā dzērienā un padarīs to siltāku, līdz tas sasniegs tādu pašu temperatūru kā gaiss, tādējādi sasniedzot termodinamisko līdzsvaru. Turklāt, tā kā siltums no gaisa pārvietojas dzērienā, arī gaiss tieši ap krūzi kļūs vēsāks.
Process, ko sistēma izmanto, lai sasniegtu termodinamisko līdzsvaru, ir aprakstīts divos fizikas likumos: pirmajā termodinamikas likumā un otrajā termodinamikas likumā. Pirmais likums nosaka, ka enerģiju nevar radīt vai iznīcināt, to var tikai nodot. Otrais likums saka, ka izolētā sistēmā entropija palielināsies, līdz tiks sasniegts līdzsvars. Tā ir termodinamiskā līdzsvara būtība. Lai objekts sasniegtu termodinamisko līdzsvaru, ir jāizpilda trīs nosacījumi: ķīmiskais līdzsvars, mehāniskais līdzsvars un termiskais līdzsvars.
Mehāniskais līdzsvars apraksta to, kas notiek, ja sistēmā vai sistēmā un tās apkārtnē nav nelīdzsvarotu spēku. Tas nozīmē, ka sistēmā un sistēmā un tās apkārtnē spēkiem jābūt vienādiem. Viens no šādiem spēkiem ir spiediens. Ja spiediens sistēmā un sistēmā un tās apkārtnē ir vienāds, tiek sasniegts mehāniskais līdzsvars. Ja nav mehāniskā līdzsvara, sistēma centīsies sasniegt līdzsvaru.
Lai sistēma būtu ķīmiskā līdzsvarā, nekādām neto ķīmiskajām reakcijām nevajadzētu notikt. Dažās sistēmās tas var nozīmēt, ka ķīmiskās reakcijas ir apstājušās. Tomēr citās sistēmās tas var nozīmēt, ka sistēma ir sasniegusi dinamisku līdzsvaru. Dinamiskais līdzsvars raksturo stāvokli, kurā notiek tiešās un rezerves reakcijas tā, ka reaģentu neto daudzums paliek nemainīgs. Ķīmiskā līdzsvara apstākļos ir arī nepieciešams, lai viela nepārvietotos no vienas zonas uz otru, piemēram, kas notiek difūzijas laikā.
Kad objekts atrodas termiskā līdzsvarā, temperatūrai jābūt vienādai. Remdena dzēriena piemērs ir piemērs sistēmai, kas sasniedz termisko līdzsvaru. Kad objekts nonāk termiskā saskarē ar citu objektu, piemēram, gaisu, siltums pāriet no augstākas koncentrācijas uz zemāku koncentrāciju, tas ir, no karsta uz aukstu. Starp citu, tas nozīmē, ka ledus nevis atdzesē dzērienu, bet gan uzsilda ledu. Siltums turpinās pārvietoties no augstas koncentrācijas uz zemu, līdz abi objekti būs vienā temperatūrā un tiks sasniegts termiskais līdzsvars.