Termodinamika (grč. θερμη, toplota i δυναμις, snaga) je grana fizike koja proučava makroskopske uticaje toplote, rada i energije na fizičke sisteme čestica. Termodinamika je teorija koja povezuje usrednjene vrednosti fizičkih količina, kao što su energija i magnetizacija. U širem smislu, termodinamika obuhvata nauku o toplotnim osobinama materije i prelazima između agregatnih stanja (Fazni prelaz).
Reč termodinamika potiče od grčkih reči za toplotu i snagu. U nazivu se reč toplota odnosi na protok energije, jer termodinamika s jedne strane proučava protok toplotne energije, a snaga se odnosi na kretanje termodinamičkog sistema, gde termodinamika proučava način na koji se proizvodi mehanički rad.
Osnovni problem termodinamike je određivanje ravnotežnog stanja sistema koji i nakon ukidanja granice eventualno može ostati u tom stanju u zatvorenom složenom sistemu. Ispitivanja u termodinamici se vrše primenom statističkih metoda na elementarne čestice (atomi, molekuli) koje sačinjavaju posmatrani sistem. Prednost standardne fenomenološke termodinamike u odnosu na statističku fiziku koja proučava iste pojave drugim pristupom, je ta što su njeni zakoni univerzalni, dok je njena nepotpunost u tome što se konstante u termodinamici dobijaju ili empirijski ili uzimaju iz drugih grana fizike u kojima su računate