Необратимый процесс — процесс перехода термодинамической системы из одного состояния в другое, протекающий самопроизвольно только в одном направлении. Систему, совершающую этот процесс, нельзя вернуть в исходное состояние через те же самые промежуточные состояния без каких-либо изменений в окружающей среде.
Примеры необратимого процесса: теплопроводность, диффузия. Все реальные процессы являются необратимыми. Направление процессов в природе устанавливается вторым законом термодинамики: в замкнутых системах необратимые процессы всегда сопровождаются возрастанием энтропии. Необратимость процессов связана со стремлением систем переходить в наиболее вероятное состояние.