宏观世界的一切实际过程都具有方向性,这是热力学第二定律的要求（这句话也可以作为该定律的一种表述）.能量转化和转移的方向性是其中的两种典型实例.
通过做功引起的系统和外界的能量交换称为能量转化,做功必然引起能量的形式改变.通过热传递引起的系统和外界的能量交换称为能量转移.无论是转化还是转移都具有方向性.
先说转移的方向性,热量只能自发地（不需要任何外界干预,或不需要满足任何条件）从高温物体转移到低温物体,反之要想使热量自发地从低温物体流入高温物体是不可能的.但如果有外界适当的干预,或满足一定的条件,热量可以从低温物体转移至高温物体.例如空调可以将热量从低温的室内移至高温的室外,但外界必须做功,这种转移才是可能的,空调不开不做电功,这种转移就是不可能的.
转化的方向性是指内能和其他形式的的能量（如电能、机械能等）的相互转化具有方向性.其它形式的能量可以无条件（自发地）地转化为内能,而内能不可无条件地转化为其他形式的能量.例如钟表在再次上紧发条之前,终会停下,机械能终会完全转变为内能（摩擦力做功而导致的转化）,不需要任何外界的干预,不需要满足任何的条件.而想要钟表从周围环境吸热（消耗外界的内能）,使这部分内能转变为发条的弹性势能是万万做不到的.内能并非不可能转化为其它形式的能量,而是要发生转化必须满足一定的条件,例如热机就可以实现这样的转化,但这种转化必须满足一定的条件.第二定律的开尔文表述“不可能从单一热源吸热,使之完全转变为有用功而不产生其它影响”,就是热机进行内能到机械能转化的限制条件.
热力学第二定律准确理解是有相当难度的,