termodinamički sustav, fizikalni sustav u kojem nastaju i odvijaju se termodinamički procesi. Stanje termodinamičkoga sustava opisuju termodinamičke veličine: tlak, temperatura, volumen, entropija, entalpija, Gibbsova energija, kemijski potencijal, unutrašnja energija sustava i dr. Termodinamički sustav je u ravnoteži kad su termodinamičke veličine jednake u svim njegovim dijelovima i ne mijenjaju se tijekom vremena. Sve što se nalazi izvan granica proučavanoga termodinamičkog sustava je okolina.
Teorijski se razlikuju: izolirani termodinamički sustav, u kojem zatvorena tvar nema mogućnost izmjene ni tvari ni energije s okolinom, zatvoreni termodinamički sustav, u kojem je moguća samo izmjena energije s okolinom pa s time i promjene volumena, tlaka i temperature, ali je količina tvari nepromjenljiva, te otvoreni termodinamički sustav, u kojem je moguća izmjena tvari i energije s okolinom. U praksi prve dvije vrste sustava ne postoje u potpunosti, nego se one opisuju većom ili manjom aproksimacijom. Tako se sustav u parnome kotlu može opisati kao zatvoreni sustav ako je dotok topline jednak gubitcima pa unutar kotla postoji stalna temperatura, tlak i količina pare. Stanje termodinamičkoga sustava može biti ravnotežno, ako se parametri koji ga opisuju ne mijenjaju s protokom vremena, i neravnotežno, ako parametri ovise o vremenu. Zakonitostima promjena unutar termodinamičkoga sustava bavi se termodinamika.
