Et termodynamisk system er ikke bare et fysisk system. Generelt sett omfatter uendelig mange forskjellige alternative fysiske systemer et gitt termodynamisk system, fordi generelt har et fysisk system langt mange flere mikroskopiske egenskaper enn det som er nevnt i en termodynamisk beskrivelse. Et termodynamisk system er et makroskopisk objekt, hvis mikroskopiske detaljer ikke eksplisitt blir vurdert i dets termodynamiske beskrivelse. Antallet tilstandsvariabler som kreves for å spesifisere den termodynamiske tilstanden, avhenger av systemet, og er ikke alltid kjent før eksperimentet; det er vanligvis funnet fra eksperimentelle bevis. Tallet er alltid to eller flere; vanligvis er det ikke mer enn noen dusin. Selv om antall tilstandsvariabler er løst ved eksperiment, er det fortsatt valg av hvilke av dem som skal brukes til en spesiell praktisk beskrivelse; et gitt termodynamisk system kan alternativt identifiseres ved flere forskjellige valg av settet med tilstandsvariabler. Valget tas vanligvis på bakgrunn av vegger og omgivelser som er relevante for de termodynamiske prosessene som skal vurderes for systemet. For eksempel, hvis det er ment å vurdere varmeoverføring for systemet, bør en vegg i systemet være gjennomtrengelig for varme, og den veggen skal koble systemet til en kropp, i omgivelsene, som har en bestemt tidsvariabel temperatur.