Le but de la physique statistique est de définir les quantités macroscopiques pertinentes qui permettent de décrire un tel système composé d'un très grand nombre de particules, et les relations entre ces différentes quantités.
Le but de la thermodynamique est de caractériser la transformation de l'état d'un système entre un temps initial et un temps final, correspondant à deux états d'équilibre.
Elle permet en effet de comprendre le comportement des machines thermiques, comme les machines à vapeur centrales, qui sont au cœur de la révolution industrielle.
Depuis, la thermodynamique est devenue une discipline essentielle pour l'ingénieur.