Existem várias formulações diferentes da segunda lei da termodinâmica. Aqui estão alguns dos mais comuns:

- A afirmação de Kelvin-Planck:“É impossível construir um dispositivo que opere em ciclo e não produza outro efeito senão a transferência de calor de um corpo mais frio para um corpo mais quente”.

- A afirmação de Clausius:“O calor não pode fluir espontaneamente de um objeto mais frio para um objeto mais quente sem uma fonte externa de energia”.

- O teorema de Carnot:“A eficiência de uma máquina térmica operando entre duas temperaturas fixas é independente da substância de trabalho utilizada”.

- O princípio da entropia:“A entropia total de um sistema isolado nunca pode diminuir”.

Todas estas formulações são equivalentes entre si e todas expressam o princípio fundamental de que o calor flui do quente para o frio e que o trabalho útil só pode ser extraído de um sistema adicionando energia ou reduzindo a entropia.