熱力學第二定律（The second law of thermodynamics），熱力學基本定律之一，內容為不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響；不可能從單一熱源取熱使之完全轉換為有用的功而不產生其他影響；不可逆熱力過程中熵的微增量總是大于零。

熱力學第二定律，又稱“熵增定律”，表明了在自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總混亂度（即“熵”）不會減小。1824年，法國工程師薩迪·卡諾提出了卡諾定理。德國人克勞修斯（Rudolph Clausius）和英國人開爾文（Lord Kelvin）在熱力學第一定律建立以后重新審查了卡諾定理，意識到卡諾定理必須依據(jù)一個新的定理，即熱力學第二定律。他們分別于1850年和1851年提出了克勞修斯表述和開爾文表述。這兩種表述在理念上是等價的。