热力学过程的定义是一个热力学系统由开始到完结的状态中所涉及的能量转变。在过程中，路径会因为受到某一些热力学的变量要保持常数而变得指定，以下将以共轭对来对热力学过程进行解说，因为当其中一个变量设为常数时，刚好是另一个的共轭对。

首先，压力和容量是其中一个共轭对。因为两者都涉及以传送机械能或动能形式的作功。

在过程中，当压力维持是常数时，称为等压过程。例子：在一个圆筒中有一个可动的活塞，从而令到在系统在与大气压力隔绝的情况下仍能保持一致。即是，系统在动能上透过一个可动的空间连结在一起，以达致一个等压的贮存器。 相对地，当一个系统的容量维持是常数时，称为等容过程，代表该系统对外围没有任何作功。对于一个二维空间，所有的从外来的热能量传送将直接被系统所吸收作为内能。例子：当燃烧一个密封的铁罐内的空气。在最初的时候，铁罐并没有变形（容量不变），但从系统的温度和气压上升，可以结论气体的内能有所增加，这亦是唯一的改变。 数学上，δQ = dU。这个系统可以说上动能上被一个固定的空间从外围所隔绝。

另一组的共轭对是温度和熵。皆因两者都有透过加热来传送热能。

通常所遇到的热力学过程有：

等温过程，系统的始态和终态的温度与环境温度相同， 且环境温度不变的过程。在变化过程中系统温度不一定恒定。

等压过程，系统的始态和终态的压力与环境压力相等， 且环境压力为一恒定值的过程。在变化过程中系统的压力不一定恒定。

等容过程，系统的始态和终态体积相等的过程， 即ΔV=0。

绝热过程，系统与环境之间用绝热壁隔开， 此时系统中所进行的过程称为绝热过程。

循环过程，系统经一系列变化后又回到原来状态的过程。