Een druppel inkt in water verspreidt zich totdat deze gelijkmatig verdeeld is. De inkt concentreert zich nooit spontaan opnieuw. Dat is entropie, een maat voor de wanorde of willekeurigheid van een systeem. De tweede wet van de thermodynamica stelt dat de totale entropie van een geïsoleerd systeem altijd toeneemt in de loop van de tijd. Energie verspreidt zich. Orde maakt plaats voor wanorde. Het universum beweegt zich naar evenwicht.

Entropie is een thermodynamische toestandsfunctie, meestal aangeduid met S. Het wordt gemeten in joules per kelvin. De verandering in entropie, ΔS, is positief wanneer de wanorde toeneemt. Het smelten van ijs verhoogt de entropie omdat vloeibaar water een grotere wanorde heeft dan vast ijs. Het oplossen van een zout verhoogt de entropie omdat de ionen meer verspreid raken. Een chemische reactie die meer gasmoleculen produceert dan verbruikt, verhoogt doorgaans de entropie.

Entropie gaat niet alleen over wanorde. Het gaat over het aantal manieren waarop een systeem zijn energie kan ordenen. Een systeem met meer toegankelijke microtoestanden heeft een hogere entropie. De Boltzmann-vergelijking, S = k ln W, relateert entropie aan het aantal microtoestanden, W. Een perfect geordend kristal bij het absolute nulpunt heeft slechts één microtoestand, dus de entropie ervan is nul. Dat is de derde wet van de thermodynamica.

Entropie bepaalt de richting van spontane verandering. Een reactie is spontaan als de verandering in Gibbs-vrije energie, ΔG = ΔH - TΔS, negatief is. Een reactie met positieve enthalpie kan nog steeds spontaan zijn als de entropietoename groot genoeg is. Entropie is de reden waarom sommige endotherme reacties plaatsvinden.