Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik ist ein fundamentales Axiom der Wärmelehre (Thermodynamik). In der Formulierung von Max Planck besagt er:

Es gibt keine periodisch arbeitende Maschine, die nichts weiteres leistet als die Abkühlung eines Körpers und das Anheben einer Last.

Die Existenz einer solchen durch den 2. Hauptsatz verbotenen Maschine, auch Perpetuum Mobile 2. Art genannt, widerspräche nicht dem Energieerhaltungssatz. Ein Perpetuum Mobile 2. Art wäre aber ähnlich nützlich wie ein durch den Energieerhaltungssatz verbotenes Perpetuum Mobile 1. Art, weil es zum Beispiel die Gewinnung elektrischer Energie durch Abkühlung des Meerwassers erlauben würde.

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik wird zum Nachweis der logischen Konsistenz der Definition der Thermodynamischen Temperatur benötigt. Er ermöglicht auch die Einführung der thermodynamischen Entropie als Zustandsgröße. Für Näheres hierzu, die übrigen Hauptsätze der Thermodynamik und eine formalere Version des Zweiten Hauptsatzes siehe den Artikel zur Thermodynamik.

Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik ist eines der Fundamente der Thermodynamik und wird im Rahmen dieser Theorie nicht begründet. Erst im Rahmen der Statistischen Mechanik wird er mit den übrigen Theorien der Physik verknüpft: Je nach philosophischem Standpunkt bekommt er dort eine wahrscheinlichkeitstheoretische Begründung oder wenigstens eine stochastische Formulierung.

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