Сутність другого закону термодинаміки полягає в констатації того факту, що будь-який природний мимовільний процес у природі протікає у певному, йому властивому напрямку, і не може бути проведений у протилежному напрямку без витрати енергії.
Другий початок термодинаміки має кілька формулювань. Формулювання Клаузіус: неможливий процес переходу теплоти від тіла з нижчою температурою до тіла з вищою. Формулювання Томсона: неможливий процес, результатом якого було б виконання роботи за рахунок теплоти, взятої від одного якогось тіла.
Другий закон термодинаміки – Наслідок теореми, що доводиться в стандартній моделі фізики: якщо розглянути деякий обсяг фазового простору, який перетворюється в часі в стандартній моделі, то його сумарний обсяг зберігається.
З другого початку термодинаміки випливає неможливість створення вічного двигуна другого роду, принцип дії якого ґрунтується на повному перетворенні теплоти в роботу.