Работа тепловых двигателей не может быть описана макроскопической механикой, так как механические движения, связанные с тепловыми процессами являются микроскопическими. Поэтому термодинамика, исторически возникшая как раздел физики, теснейшим образом связанный с потребностями теплотехники, позаимствовала из нее такие понятия, как температура, количество теплоты, теплоемкость. Термодинамический подход для описания тепловых машин (систем) возник в работах таких выдающихся физиков, как Никола Леонард Сади Карно (1796 - 1832), Поль Эмиль Клапейрон (1799 - 1864), Юлиус Роберт Майер (1814 - 1878), Джеймс Прескотт Джоуль (1818 - 1889), Рудольф Клаузиус (1822 - 1888), Уильям Томсон (лорд Кельвин) (1824 - 1907) и многих других, в течение XIX века и затем успешно применялся и развивался в XX столетие.

   Поскольку в период становления термодинамики молекулярная структура вещества являлась научной гипотезой, термодинамика вынуждена была опираться на постулаты, основанные на макроскопических свойствах вещества. Эти постулаты, являющиеся основными законами термодинамики, получили названия "начал термодинамики". Их три и все они имеют своим основанием опыт. Кроме этого, нулевым постулатом можно считать утверждение о существовании равновесного состояния термодинамических систем и физической величины его характеризующей - температуры. Область применения термодинамики соответствует области, в которой справедливы постулаты термодинамики.