熱學發展史實際上就是熱力學和統計物理學的發展史，可以劃分為四個時期。
第一個時期，實質上是熱學的早期史，開始於17世紀末直到19世紀中葉，這個時期積累了大量的實驗和觀察事實。關於熱的本性展開了研究和爭論，為熱力學理論的建立作了準備，在19世紀前半葉出現的熱機理論和熱功相當原理已經包含了熱力學的基本思想。
第二時期從19世紀中葉到19世紀70年代末。這個時期發展了唯象熱力學和分子運動論。這些理論的誕生直接與熱功相當原理有關。熱功相當原理奠定了熱力學第一定律的基礎。它和卡諾理論結合，導致了熱力學第二定律的形成。熱功相當原理跟微粒說（唯動說）結合則導致了分子運動論的建立。而在這段時期內唯象熱力學和分子運動論的發展還是彼此隔絕的。
第三時期內唯象熱力學的概念和分子運動論的概念結合的結果，最終導致了統計熱力學的產生。它開始於19世紀70年代末玻爾茲曼的經典工作，止於20世紀初。這時出現了吉布斯在統計力學方面的基礎工作。
從20世紀30年代起，熱力學和統計物理學進入了第四個時期，這個時期內出現了量子統計物理學和非平衡態理論，形成了現代理論物理學最重要的一個部門。
熱力學第二定律
主要內容
1.熱傳導的方向性
熱傳導的過程是有方向性的，這個過程可以向一個方向自發地進行，但是向相反的方向卻不能自發地進行．
2.第二類永動機
只有單一的熱源，它從這個單一熱源吸收的熱量，可以全部用來做功，而不引起其他變化．人們把這種想像中的熱機稱為第二類永動機．第二類永動機不可能製成，表示機械能和內能的轉化過程具有方向性．
3.熱力學第二定律
熱力學第二定律有多種表述，下面給出常見的兩種．
一種表述是：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化．這是按照熱傳導的方向性來表述的．
另一種表述是：不可能從單一熱源吸收熱量並把它全部用來做功，而不引起其他變化．這是按照機械能與內能轉化過程的方向性來表述的，它也可以表述為：第二類永動機是不可能製成的．
4.能量耗散
能量耗散是從能量轉化的角度反映出自然界中的巨觀過程具有的方向性．
