Termodinamika je dio fizike koji proučava toplinska stanja materije, definira makroskopska svojstva i utvrđuje matematičke relacije koje takva svojstva (termodinamičke koordinate) povezuju u stanju ravnoteže zatvorenih sustava. Pretpostavlja se da je stanje svakog od sudionika procesa jednoznačno opisano setom pripadnih termodinamičkih koordinata, tj. da u domeni sudionika one imaju konstantnu vrijednost (homogeni fluidi). 

Termodinamičke relacije, koje vrijede za stanje ravnoteže, mogu se primijeniti i pri promjeni stanja sustava (procesima), ako se te promjene mogu smatrati kontinuiranim nizom ravnotežnih stanja. Klasična ili ravnotežna termodinamika razmatra upravo takve modele.
 
Klasična termodinamika počiva na dvije osnovne pretpostavke:

U stvarnim slučajevima se pri izmjeni topline oblikuje polje temperature, pa sustav nije u toplinskoj ravnoteži. Za rješavanje takvih slučajeva potrebna je teorija neravnotežne termodinamike, koja do danas nije u potpunosti razvijena. Stoga se takvi slučajevi rješavaju ili kombinacijom eksperimentalnog iskustva i teorije u okviru prijelaza topline, ili numeričkim metodama, pri čemu se polazi od hipoteze da relacije ravnotežne termodinamike vrijede lokalno, tj. za proizvoljno male djeliće sustava koji je na globalnom nivou neravnotežan. 
 
U svakom slučaju je poznavanje teorije ravnotežne termodinamike nužno, pa ćemo se najprije tome posvetiti, da bi se kasnije upoznati s metodama rješavanja prijelaza topline.