当以微观的角度，来探讨组成一系统的粒子及粒子间作用所造成的巨观物理性质时，传统上有两种方法，一为动力理论，一为统计力学。因动力理论或牛顿力学方法必须对系统每一粒子的运动状态及能量传递过程作很详细的描述，因此对一含有极多粒子的系统的描述，便产生计算上的困难。古典统计力学避开了动力理论所需面对的粒子碰撞及能量传递过程的复杂性，以统计的观点，假设系统在平衡状态时，系统有最多可用的量子状态数。也就是系统中粒子分布数为最大，有最大可能的乱度。经由波子曼提出的函数关系：S=k?nΩ，其中，S为一系统的熵值；k为波子曼常数；Ω为系统乱度指标（系统分布状态的总和）。将热力学第二定律与微观角度出发的统计力学结合起来。古典统计力学中心的课题即在寻求并决定任一给定系统的乱度指标Ω，用来计算系统物理性质的微观表示法。应用统计力学的方法，科学家可以得到很多物理性质的理论表示法，而这些性质在古典热力学中，是只有用实验量测才可得到的。