Cele trei legi ale termodinamicii guvernează transferul și comportamentul întregii materii și energiei din univers, așa cum o înțelege în mod obișnuit știința. Rezumat, prima lege prevede că cantitatea de energie și căldură dintr-un sistem izolat rămâne constantă; dintr-un sistem nu poate proveni mai multă energie decât a fost introdusă în el. Aceasta se leagă de Legea conservării energiei care afirmă că materia și energia nu pot fi create sau distruse. A doua lege a termodinamicii este una dintre cele mai importante baze ale naturii, responsabilă pentru săgeata timpului și ireversibilitatea naturii.
Indiferent cât de ideal ar părea un sistem, nu există un sistem perfect. O parte din energie, fie electrică, termică sau mecanică, se va pierde prin frecare și se va transforma în căldură reziduală. Aceasta înseamnă că, în timp, energia totală a unui sistem se va apropia treptat de zero, dacă nu se adaugă energia exterioară. Cantitatea de entropie, sau dezordine, dintr-un sistem se va apropia de maxim, ceea ce înseamnă că nicio muncă utilă nu poate fi făcută în sau de către sistem, deoarece moleculele și particulele sale sunt prea dezorganizate. A doua lege a termodinamicii susține că sistemele tind spre dezordine dintr-o stare mai ordonată; un cub de gheață într-un pahar cu apă se va topi și se va încălzi ușor apa din jur, punând cele două sisteme în echilibru.
A doua lege a termodinamicii trece peste prima lege; unde prima lege susține că producția de energie nu poate depăși niciodată aportul de energie, a doua lege susține că producția de energie nu poate fi niciodată egală cu intrarea de energie din cauza pierderii constante de energie și a tendinței sistemelor de a se apropia de echilibru. Cu cât un sistem are mai puțină energie, cu atât este prezentă mai multă entropie, deoarece este nevoie de energie pentru a restabili ordinea și a scădea entropia totală. Când energia dintr-un sistem atinge un echilibru, entropia este la maxim. De exemplu, deși o ceașcă de apă caldă se va răci în mod natural, este nevoie de aplicarea constantă a energiei termice pentru a menține apa la o temperatură mai caldă.
Cosmologii se uită la a doua lege a termodinamicii pentru a crea teorii despre eventuala soartă a universului. Cea mai comună teorie este că, deoarece universul însuși este un sistem termodinamic izolat, entropia sa se va apropia de maxim pe măsură ce stelele se ard și devin găuri negre. Acestea se vor evapora în cele din urmă după 100 de trilioane de ani, lăsând universul ca un gol steril pentru tot restul eternității, cu excepția fluctuațiilor cuantice.