Энтропия как функция состояний системы объясняет второе начало термодинамики: нарастание хаоса в  изолированной системе необратимо. Необратимые процессы в природе, по Людвигу Больцману, есть процессы перехода из менее вероятного состояния в более вероятное. Формула Больцмана показывает отношение между энтропией и числом способов конструирования данной системы из атомов или молекул.

Высокая энтропия означает, что имеется много перестановок составляющих частей системы, которые пройдут незамеченными. С другой стороны, это означает, что система сильно неупорядочена. Низкая энтропия означает, что очень немного перестановок пройдут незамеченными. С другой стороны, это означает, что система высокоупорядочена. В физических системах с большим числом составных частей имеется естественная эволюция по направлению к большему беспорядку, поскольку беспорядок может возникнуть гораздо большим числом способов, чем порядок. На языке энтропии это утверждение означает, что физические системы имеют тенденцию развиваться по направлению к состояниям с более высокой энтропией.