热力学第二定律（英语：second law of thermodynamics）
是热力学的四条基本定律之一，表述热力学过程的不可逆性——
孤立系统自发地朝着热力学平衡方向——最大熵状态——演化，
同样地，第二类永动机永不可能实现。
这一定律的历史可追溯至尼古拉·卡诺对于热机效率的研究，及其于1824年提出的卡诺定理。
定律有许多种表述，其中最具代表性的是克劳修斯表述（1850年）和开尔文表述（1851年），
这些表述都可被证明是等价的。
定律的数学表述主要借助鲁道夫·克劳修斯所引入的熵的概念，具体表述为克劳修斯定理。
虽然这一定律在热力学范畴内是一条经验定律，最初无法得到解释，
但随着统计力学的发展，这一定律逐渐得到解释。
这一定律本身及所引入的熵的概念对于物理学及其他科学领域有深远意义。
定律本身可作为过程不可逆性及时间流向的判据。
而路德维希·玻尔兹曼对于熵的微观解释——
系统微观粒子无序程度的量度，更使这概念被引用到物理学之外诸多领域，
如信息论及生态学等。