Detta gör ensemblen ekvivalent med ett termodynamiskt system inom Maxwell–Boltzmann-statistiken, en av de stora metoderna för sannolikhetsfördelning inom statistisk termodynamik.
Många beräkningar och ekvationer inom termodynamiken bygger på förenklade modeller av perfekt slutna, öppna eller isolerade system.
Termodynamikens andra huvudsats postulerar att i ett isolerat system sker alla spontana processer enbart i en riktning.
Utifrån detta kan makroskopiska storheter som temperatur, entropi och inre energi beräknas som genomsnittliga egenskaper hos systemets molekyler och atomer.
Termodynamikens tredje huvudsats behandlar, liksom andra huvudsatsen, begreppet entropi och dess natur vid absoluta nollpunkten.
Ett annat vanligt sätt att dela in de termodynamiska storheterna är i intensiva och extensiva storheter.
I en storkanonisk ensemble är alla mikrosystem öppna och isoterma, det vill säga att de kan utväxla massa med sin omgivning under konstant temperatur.
Detta är också fallet för i stort sett alla verkliga system, som exempelvis turbiner eller värmemaskiner.
Ett viktigt koncept inom termodynamiken är det termodynamiska systemet, en avgränsad del av universum under betraktande.
Det finns många undantag där ämnen och föreningar inte har en absolut entropi S = 0 vid absoluta nollpunkten.
De intensiva storheterna är till skillnad mot de extensiva inte beroende av systemets storlek, hit hör temperatur, densitet och tryck.
Naturliga system är ofta dynamiska och relativt komplexa men i många fall kan de efterliknas med modeller av system i jämviktstillstånd.
