Os processos são classificados como reversíveis ou irreversíveis com base no fato de aumentarem ou manterem constante a entropia total do sistema. Processos que causam um aumento na entropia líquida do sistema são irreversíveis, enquanto aqueles que manter a entropia constante são reversíveis.
Entropia é uma indicação de aleatoriedade do sistema. Como todos os sistemas tendem para o estado mais aleatório e homogeneamente distribuído, os sistemas que passam por processos de randomização não podem ser revertidos sem intervenção externa. Se um processo requerer uma intervenção externa para ser revertido, é irreversível. A descarga de uma bateria recarregável é um processo irreversível, mesmo que a bateria seja recarregável, porque uma vez que a bateria é descarregada, ela nunca se recarregaria sem intervenção externa, como a entrada de energia elétrica de uma fonte externa.
Os processos reversíveis incluem reações que prosseguem em taxas iguais nas direções para frente e para trás no equilíbrio, como dissolução iônica e reações de reforma, ou a compressão e expansão restrita hipotética de um gás. Deixados sozinhos, os processos reversíveis podem continuar indefinidamente nas direções de reação para frente e para trás. Embora os processos mecânicos e reversíveis sejam teoricamente possíveis, eles são impossíveis de realizar devido à presença de dissipação irreversível de calor devido ao atrito.
