Στη φυσική, μια αδιαβατική διαδικασία είναι ένα σύστημα που δεν ανταλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον του. Αυτό σημαίνει ότι όταν το σύστημα εκτελεί εργασία — είτε κίνηση είτε μηχανική εργασία — ιδανικά δεν κάνει το περιβάλλον του πιο ζεστό ή πιο δροσερό. Για συστήματα που περιλαμβάνουν αέρια, μια αδιαβατική διαδικασία συνήθως απαιτεί αλλαγές στην πίεση για να μετατοπιστεί η θερμοκρασία χωρίς να επηρεαστεί το περιβάλλον. Στην ατμόσφαιρα της Γης, οι μάζες του αέρα θα υποστούν αδιαβατική διαστολή και θα ψυχθούν, ή θα βιώσουν αδιαβατική συμπίεση και θα θερμανθούν. Οι μηχανικοί έχουν σχεδιάσει διάφορους κινητήρες με διαδικασίες που είναι τουλάχιστον εν μέρει αδιαβατικές.
Μια αδιαβατική διαδικασία είναι μια θερμοδυναμική διαδικασία κατά την οποία ένα σύστημα δεν κερδίζει ή χάνει θερμότητα στο περιβάλλον του. Μια θερμοδυναμική διαδικασία μπορεί να γίνει κατανοητή ως μια μέτρηση των ενεργειακών αλλαγών μέσα σε ένα σύστημα, που λαμβάνονται από μια κατάσταση έναρξης σε μια κατάσταση λήξης. Σε εφαρμογές της θερμοδυναμικής, ένα σύστημα μπορεί να είναι οποιοσδήποτε σαφώς καθορισμένος χώρος με ένα ομοιόμορφο σύνολο ιδιοτήτων, είτε ένας πλανήτης, μια μάζα αέρα, ένας κινητήρας ντίζελ ή το σύμπαν. Ενώ τα συστήματα έχουν πολλές θερμοδυναμικές ιδιότητες, η σημαντική εδώ είναι η μεταβολή της θερμοκρασίας, που μετράται με κέρδος θερμότητας ή απώλεια θερμότητας.
Μια αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια ενός συστήματος θα συμβεί κάθε φορά που αυτό το σύστημα εκτελεί εργασία, όπως όταν ένα μηχάνημα που τροφοδοτείται από εσωτερική καύση κινεί τα μέρη του. Σε αδιαβατικές διεργασίες που περιλαμβάνουν τα περισσότερα αέρια της ατμόσφαιρας, όπως ο αέρας, η συμπίεση του αερίου μέσα στο σύστημα προκαλεί τη θέρμανση του αερίου, ενώ η διαστολή το ψύχει. Ορισμένες ατμομηχανές έχουν εκμεταλλευτεί αυτή τη διαδικασία για να αυξήσουν την πίεση και συνεπώς τη θερμοκρασία, και θεωρούνται αδιαβατικοί κινητήρες. Οι επιστήμονες ταξινομούν τις αδιαβατικές διεργασίες – από μηχανές έως καιρικά συστήματα – ανάλογα με το αν είναι αναστρέψιμες ή όχι στην αρχική τους θερμοκρασία.
Μέσα σε μια αδιαβατική διαδικασία, μια αλλαγή θερμοκρασίας θα συμβεί μόνο λόγω της εργασίας που εκτελεί, αλλά όχι λόγω απώλειας θερμότητας στο περιβάλλον της. Ο ανερχόμενος αέρας ψύχεται χωρίς να χάνει θερμότητα στις γειτονικές αέριες μάζες. Ψύχεται επειδή η ατμοσφαιρική πίεση, η οποία συμπιέζει και θερμαίνει τον αέρα πιο κοντά στην επιφάνεια της γης, μειώνεται με το υψόμετρο. Καθώς η πίεση σε ένα αέριο μειώνεται, θα διαστέλλεται και οι θερμοδυναμικοί νόμοι θεωρούν ότι η διαστολή είναι έργο. Όταν η μάζα του αέρα διαστέλλεται και εκτελεί έργο, δεν χάνει θερμότητα σε άλλες μάζες αέρα που μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικές θερμοκρασίες, και έτσι υφίσταται μια αδιαβατική διαδικασία.
Είναι σχεδόν αδύνατο να υπάρξει ένα τέλειο αδιαβατικό σύστημα, επειδή συνήθως χάνεται κάποια θερμότητα. Υπάρχουν μαθηματικές εξισώσεις που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να μοντελοποιήσουν αδιαβατικές διεργασίες που προϋποθέτουν ένα τέλειο σύστημα για ευκολία. Αυτά πρέπει να προσαρμόζονται κατά τον σχεδιασμό πραγματικών κινητήρων ή συσκευών. Το αντίθετο από μια αδιαβατική διαδικασία είναι μια ισοθερμική διαδικασία, όπου η θερμότητα μεταφέρεται έξω από το σύστημα στο περιβάλλον του. Εάν ένα αέριο διαστέλλεται ελεύθερα έξω από ένα σύστημα με ρυθμιζόμενη πίεση, υφίσταται μια ισοθερμική διαδικασία.