Первое начало термодинамики выражает всеобщий закон сохранения и превращения энергии. Однако, он не может описать все явления природы, так как не указывает направления протекания процессов. Например, при торможении автомобиля или поезда кинетическая энергия последних расходуется на нагревание тормозных устройств и выделившаяся теплота рассеивается в окружающих телах. Эта рассеянная теплота не может каким-то образом собраться и превратиться в кинетическую энергию. Такие процессы не противоречат 1-му началу термодинамики, но, как известно, такие процессы не происходят. Запрет на подобные процессы и является содержанием II начала термодинамики, устанавливающего направление и характер процессов, происходящих в природе.
Второе начало термодинамики, в частности, устанавливает теоретические границы КПД тепловых машин, тем самым сужает объем научных исследований, указывает их направление.