O equilíbrio térmico é a expressão da chamada “lei zero” da termodinâmica, que, apesar de surgir depois de estabelecidas a primeira e a segunda lei, apresenta importância fundamental para a termodinâmica como um todo.

• No contexto da lei zero da termodinâmica, imagine três corpos: A, B e C. Inicialmente, os corpos A e C estão em equilíbrio térmico com o corpo B, mas não há contato direto entre A e C. Agora, se os corpos A e C são colocados em coa temperatura de A aumentará enquanto a temperatura de C diminuirá, independentemente do estado inicial de B.
• o estado térmico de A e C será determinado pela temperatura inicial de B independente de suas propriedades térmicas individuais.
• o equilíbrio térmico entre A e C será alcançado, conforme estabelecido pela lei zero da termodinâmica.
• a transferência de calor entre A e C será nula diante de qualquer condição, pois ambos estavam em equilíbrio com B.
• a temperatura de ambos os corpos permanecerá constante, independentemente do estado inicial de B.