Jest to zasada, która stwierdza, że w układzie izolowanym (czyli w takim, który w żaden sposób nie oddziałuje z otoczeniem) wszystkie procesy zachodzą w kierunku wzrostu entropii:
S2 > S1, ΔS = S2 − S1 ≥ 0,
gdzie S1 i S2 to wartości entropii układu odpowiednio przed i po zajściu procesu.
Oznacza to, że układ przechodzi od stanu mniej prawdopodobnego (uporządkowanego) do stanu bardziej prawdopodobnego (chaotycznego).
Druga zasada termodynamiki może być także sformułowana na trzy inne sposoby:
- Ciepło nie może samoistnie przepływać od ciała o niższej temperaturze do ciała o wyższej temperaturze.
- Nie jest możliwe zbudowanie silnika, który całkowicie zamieniałby ciepło na pracę.
- Sprawność każdego silnika cieplnego jest mniejsza od sprawności doskonałego silnika cieplnego.