পদার্থবিজ্ঞানের যে শাখা তাপ ও যান্ত্রিক শক্তির মধ্যে সম্পর্ক নিয়ে আলোচনা করে তাকে তাপগতিবিদ্যা বলে। আরো বিস্তারিতভাবে বলতে গেলে, পদার্থবিজ্ঞানের যে শাখায় তাপ, যান্ত্রিক শক্তি ও বিভিন্ন প্রকার শক্তি যথা– বৈদ্যুতিক শক্তি, চৌম্বক শক্তি ও বিকীর্ণ শক্তির মধ্যে সম্পর্ক আলোচনা করা হয় তাকে তাপগতিবিদ্যা বলে।
আমরা জানি, তাপকে কাজে এবং কাজকে তাপে রূপান্তরিত করা যায়। এ তাপ ও কাজের পারস্পরিক রূপান্তর তাপ গতিবিদ্যার মূল আলোচ্য বিষয়। তাপমাত্রার পরিবর্তনের ফলে কোনো সিস্টেমের যে ভৌত পরিবর্তন হয় তা নির্ধারণ করা এবং কোনাে সাধারণ নিয়ম হতে এর ব্যাখ্যা করা তাপ গতিবিদ্যার অন্তর্ভুক্ত। বাস্তব অভিজ্ঞতালব্ধ এবং সকল প্রকার সিস্টেমে সমভাবে প্রযােজ্য সাধারণ কয়েকটি তথ্যের ভিত্তিতে তাপগতিবিদ্যা প্রতিষ্ঠিত।
এ তথ্যগুলাে তাপগতিবিদ্যার সূত্র হিসেবে পরিচিত। এ সূত্রের সংখ্যা তিন। এর মধ্যে প্রথম দুটি সূত্রই তাপগতিবিদ্যার মূল ভিত্তি। তাপ ও যান্ত্রিক শক্তির তুল্যতাই তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রের আলােচ্য বিষয়। অন্য যেকোনাে শক্তি হতে তাপ শক্তির কয়েকটি পার্থক্য দেখা যায়। প্রথম: অন্য শক্তি ক্রমাগত সম্পূর্ণরূপে কাজে রূপান্তরিত হতে পারে। কিন্তু তাপ শক্তির ক্ষেত্রে তা সম্ভব নয়। দ্বিতীয়ত: দুই বা ততোধিক সিস্টেমের মধ্যে তাপ বিনিময়কালে উষ্ণতর বস্তু তাপ বর্জন করবে এবং শীতল বস্তু ঐ তাপ গ্রহণ করবে অর্থাৎ তাপের বিনিময় সবক্ষেত্রে একমুখী। তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রে এ সম্পর্কে বিশেষ আলােচনা করা হয়েছে।