Termodynamická soustava je makroskopický systém oddělený od okolí skutečným nebo myšleným rozhraním. Běžně rozlišujeme několik druhů termodynamických soustav. Jedná se však pouze o modely, které se více či méně přibližují realitě.

Za izolovanou soustavu můžeme považovat například horký čaj v termosce. U termosky pochopitelně dochází ke sdílení tepla s okolím, ale poměrně pomalu. Chyba daná nedokonalostí izolace výsledné hodnoty výrazně neovlivní. Uzavřená soustava je například nádoba s jakoukoliv tekutinou, která je utěsněna. Běžně používané nádoby ale nemají dobré tepelně izolační vlastnosti. Tekutina je tak vystavena změnám teplot okolí. Při otevření nádoby dostáváme otevřenou soustavu, protože výpary mohou volně difundovat do okolí.

Homogenní soustava je jakákoliv soustava, ve které pozorujeme jen jednu látku v jedné fázi. Je-li jedna látka ve dvou fázích, už hovoříme o heterogenní soustavě. To je případ vody a ledu ve stavu rovnováhy, čili při 0 °C za normálního tlaku.

Každý popisovaný objekt se nachází v určitém stavu. Jeho teplota, tlak, chemické složení, objem a další veličiny mají jisté hodnoty. Veličiny charakterizující stav makroskopické soustavy se nazývají stavové veličiny. U ideálního plynu to jsou například teplota T, tlak p a objem V. Pokud se tyto veličiny s časem nemění, soustava je ve stacionárním (též ustáleném, rovnovážném) stavu. Zůstává v něm až do okamžiku, kdy je nucena zásahem zvenčí svůj stav změnit.