Na termodinâmica, o equilíbrio é mantido entre os componentes de um sistema ou entre vários sistemas quando a troca líquida de energia mecânica, química e térmica entre os componentes é zero. Os sistemas em equilíbrio não têm rede macroscópica fluxo de qualquer forma de matéria ou energia.
Um sistema isolado é aquele que não tem interações de longo alcance com seus arredores. Está completamente protegido de todas as trocas de massa e energia com o mundo exterior. Diz-se que tal sistema termodinâmico isolado está em equilíbrio quando é isotérmico e isobárico. Todos os pontos do sistema estão na mesma temperatura e pressão. O sistema também é espacialmente homogêneo em todos os outros aspectos; não há gradientes de concentração entre os diferentes constituintes que compõem o sistema.
Múltiplos sistemas que estão em equilíbrio são extensões de sistemas únicos; eles também são desprovidos de qualquer troca líquida de propriedades físicas de um sistema para outro. A definição de tais sistemas simples em equilíbrio é a lei zero da termodinâmica.
Sistemas que não estão em equilíbrio tendem ao equilíbrio. Por exemplo, uma barra de metal quente em uma extremidade e fria na outra pode ser vista como um sistema que não está em equilíbrio térmico. Se a haste estiver completamente isolada contra qualquer perda de energia para o meio ambiente, o calor se redistribui até que toda a haste esteja na mesma temperatura.
