Trys termodinamikos dėsniai reguliuoja visos materijos ir energijos perdavimą ir elgesį visatoje, kaip paprastai supranta mokslas. Apibendrinant, pirmasis dėsnis teigia, kad energijos ir šilumos kiekis izoliuotoje sistemoje išlieka pastovus; iš sistemos negali gauti daugiau energijos, nei buvo į ją įdėta. Tai susiję su Energijos tvermės įstatymu, kuris teigia, kad materija ir energija negali būti sukurti ar sunaikinti. Antrasis termodinamikos dėsnis yra vienas iš svarbiausių gamtos pagrindų, atsakingas už laiko rodyklę ir gamtos negrįžtamumą.
Kad ir kokia ideali atrodytų sistema, tobulos sistemos nėra. Dalis energijos, nesvarbu, elektrinės, šiluminės ar mechaninės, bus prarasta dėl trinties ir pavirs į atliekinę šilumą. Tai reiškia, kad laikui bėgant bendra sistemos energija palaipsniui artėja prie nulio, nebent bus pridėta išorinė energija. Entropijos arba netvarkos kiekis sistemoje artėja prie maksimumo, o tai reiškia, kad sistemoje arba sistemoje nebus galima atlikti jokio naudingo darbo, nes jos molekulės ir dalelės yra per daug neorganizuotos. Antrasis termodinamikos dėsnis teigia, kad sistemos linkusios į netvarką iš labiau sutvarkytos būsenos; ledo kubelis stiklinėje vandens ištirps ir šiek tiek sušildys aplink esantį vandenį, subalansuodamas dvi sistemas.
Antrasis termodinamikos dėsnis viršija pirmąjį dėsnį; kur pirmasis dėsnis teigia, kad energijos išeiga niekada negali viršyti įvestos energijos, antrasis dėsnis teigia, kad energijos išeiga niekada negali prilygti energijos sąnaudoms dėl nuolatinio energijos praradimo ir sistemų tendencijos artėti prie pusiausvyros. Kuo mažiau energijos turi sistema, tuo daugiau entropijos, nes reikia energijos tvarkai atkurti ir bendrai entropijai sumažinti. Kai energija sistemoje pasiekia pusiausvyrą, entropija yra didžiausia. Pavyzdžiui, nors puodelis šilto vandens atvės natūraliai, reikia nuolat naudoti šilumos energiją, kad vanduo būtų šiltesnis.
Kosmologai žvelgia į antrąjį termodinamikos dėsnį, kad sukurtų teorijas apie galimą visatos likimą. Labiausiai paplitusi teorija teigia, kad kadangi pati visata yra izoliuota termodinaminė sistema, jos entropija artėja prie didžiausios, kai žvaigždės išdegs ir taps juodosiomis skylėmis. Jie galiausiai išgaruos po 100 trilijonų metų, palikdami visatą kaip sterilizuotą tuštumą likusiai amžinybei, užkertant kelią kvantiniams svyravimams.