熱平衡（thermal equilibrium ），指的是溫度不同的系統(tǒng)，通過(guò)熱傳遞的方式最后達(dá)到溫度相同的狀態(tài)。系統(tǒng)間存在溫度差是發(fā)生熱傳遞（熱交換）的條件，溫度既然相同了，也就不會(huì)發(fā)生熱傳遞了，也就是系統(tǒng)間已經(jīng)達(dá)到了熱平衡狀態(tài)了。

單個(gè)系統(tǒng)內(nèi)

倘若組成單個(gè)系統(tǒng)的各部分之間沒(méi)有熱量的傳遞，且與外界也沒(méi)有熱量的傳遞，則系統(tǒng)處于熱平衡。這時(shí)系統(tǒng)內(nèi)各部分溫度相等且等于外界溫度。在熱平衡時(shí)，物體各部分以及物體同外界之間都沒(méi)有熱量交換。在熱工和化學(xué)中，如物體在同一時(shí)間內(nèi)吸收和放出的熱量恰好相抵消，也稱該物體處于熱平衡。

兩個(gè)系統(tǒng)間

一個(gè)處于任意平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，在沒(méi)有宏觀功的條件下，靠系統(tǒng)與外界直接相互作用以改變系統(tǒng)狀態(tài)的方式稱熱接觸（或熱交換）。兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行熱接觸時(shí)，系統(tǒng)原來(lái)的平衡狀態(tài)一般都將發(fā)生變化；經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間之后，熱交換停止；這時(shí)可以認(rèn)為兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡。如果兩個(gè)系統(tǒng)熱接觸時(shí)，狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生變化，則說(shuō)明兩個(gè)系統(tǒng)已是互為熱平衡的?？蔁崞胶舛?/p>

熱平衡定律是熱力學(xué)中的一個(gè)基本實(shí)驗(yàn)定律，其重要意義在于它是科學(xué)定義溫度概念的基礎(chǔ)，是用溫度計(jì)測(cè)量溫度的依據(jù)。在熱力學(xué)中，溫度、內(nèi)能、熵是三個(gè)基本的狀態(tài)函數(shù)，內(nèi)能是由熱力學(xué)第一定律確定的；熵是由熱力學(xué)第二定律確定的；而溫度是由熱平衡定律確定的。