Thermodynamisches Gleichgewicht ist der Zustand eines Systems, in dem sich makroskopische Zustandsgrößen zeitlich nicht mehr ändern, weil chemische, mechanische und thermische Triebkräfte ausgeglichen sind. In der Werkstoffwissenschaft bestimmt es Phasenzusammensetzungen, Löslichkeiten und Gefügezustände über Minimierung der Gibbs-Energie. Phasendiagramme, Aktivitätskoeffizienten und Grenzflächenenergien basieren auf diesem Konzept, auch wenn viele technische Prozesse durch kinetische Hemmungen nur metastabile Zustände erreichen.