La matière peut exister sous différentes phases. A l'état solide, les molécules oscillent autour d'une position moyenne fixe. L'amplitude des oscillations est d'autant plus grande que la température (notion à préciser) est élevée. L'état fluide (liquide ou gazeux) est plus désordonné : les molécules n'ont pas de position moyenne fixe et peuvent se déplacer suivant un mouvement erratique (on pourra consulter les rappels de cours de mécanique des fluides).
De nombreux autres états ont été recensés : cristaux liquides, plasmas...
Le but de la thermodynamique est de décrire, d'un point de vue macroscopique —c'est-à-dire à notre échelle— l'état d'un système à partir d'un petit nombre de paramètres (température, pression, charge électrique...). Certains de ces paramètres comme le volume ou la masse sont proportionnels à la quantité de matière ; ce sont des variables extensives. D'autres comme la température ou la pression sont indépendants de la quantité de matière présente et sont qualifiés d'intensifs. Ces variables ne sont en général pas indépendantes.
On appelle équation d'état la relation fonctionnelle entre l'ensemble des variables macroscopiques du système étudié.
Un système est dit ouvert s'il peut échanger de la matière avec le milieu extérieur. Dans le cas contraire, le système est dit fermé.