孤立系统在现实中并不存在（唯一的例外可能是宇宙整体），因为系统内部物质和外界物质间会存在像万有引力这样的相互作用。 然而，现实中的热力学系统可以在一定时间内处于趋近于孤立的状态。这时孤立系统就可以成为拟合现实世界情况的一个十分有用的模型。而在构造某些现象的数学模型时，它也是一个可以接受的理想化模型。玻尔兹曼在证明H定理（这一定理可以验证熵增加原理）时使用了玻尔兹曼方程。而这一方程只有在系统孤立时才能严格成立。
热力学平衡.热力学系统的平衡定义为热力学系统诸属性不随时间变化。通常