โดยทั่วไปเมื่อระบบทางอุณหพลศาสตร์สองระบบสัมผัสกันจะมีการแลกเปลี่ยนพลังงานต่อกันและกัน ภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ (อังกฤษ: Thermodynamical equilibrium) เกิดขึ้นเมื่อทั้งสองระบบไม่มีการถ่ายทอดพลังงานกันอีกแล้ว หรือเราอาจนิยามให้หมายถึงสภาวะที่ระบบอุณหพลศาสตร์อยู่ในสภาวะสมดุลทุก ๆ ด้าน ไม่ว่าจะเป็น สมดุลทางกลศาสตร์ สมดุลทางไฟฟ้า สมดุลทางเคมี หรือสมดุลทางอุณหภูมิ เป็นต้นอนึ่ง ภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์นี้ เป็นนิยามสำคัญในกฎข้อที่ 0 ของอุณหพลศาสตร์