熱力學(xué)和統(tǒng)計力學(xué)的研究對象，都是由大量原子、分子等微觀粒子組成，并 與其周圍環(huán)境相互作用著的宏觀體系，即熱力學(xué)體系。只有少數(shù)幾個微觀粒子組 成的體系沒有代表性，不能稱為熱力學(xué)體系。在MD模擬中，首先必須保證所 模擬體系包含足夠多的微觀粒子，具有代表性，否則模擬結(jié)果無法代表模擬體系 的宏觀性質(zhì)、模擬無效。其次，熱力學(xué)體系必須有限，熱力學(xué)不研究由無限的原 子、分子等微觀粒子組成的無限體系。

首先在熱力學(xué)和統(tǒng)計力學(xué)中，常根據(jù)體系與環(huán)境的相互作用對熱力學(xué)體系進 行分類：與環(huán)境沒有任何相互作用的熱力學(xué)體系稱為孤立體系；與環(huán)境有能量交 換但沒有物質(zhì)交換的體系稱為封閉體系；與環(huán)境既有能量交換又有物質(zhì)交換的體系稱為開放體系。其次，也可以根據(jù)組成體系物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)對熱力學(xué)體系進行 分類：由一種化學(xué)物質(zhì)組成的熱力學(xué)體系稱為單元系；由兩種或以上的化學(xué)物質(zhì) 組分的熱力學(xué)體系稱為多元系。最后，還可以根據(jù)組成體系各區(qū)域的性質(zhì)對熱力 學(xué)體系進行分類：各區(qū)域的所有性質(zhì)完全相同的熱力學(xué)體系稱為均相體系；各區(qū) 域具有不同的性質(zhì)或各區(qū)域的性質(zhì)具有差異的熱力學(xué)體系稱為非均相體系；若整 個熱力學(xué)體系的性質(zhì)不均勻，但可以分割成若干個均相區(qū)域的熱力學(xué)體系稱為多 相體系。

熱力學(xué)體系的性質(zhì)，不但與熱力學(xué)體系的本質(zhì)有關(guān)，也與體系所處的溫度、 壓力等有關(guān)。例如，由氣體組成的熱力學(xué)體系，當(dāng)體系的溫度T、壓強P和體 積V確定以后，體系的所有宏觀性質(zhì)就被確定。因此，溫度、壓強、體積等變 量的集合，決定了體系性質(zhì)，也決定了體系所處的熱力學(xué)狀態(tài)。任意熱力學(xué)狀態(tài)，所有狀態(tài)參數(shù)都應(yīng)有各自確定的數(shù)值；反之，一組確定的狀態(tài)參數(shù)可以確定 一個熱力學(xué)狀態(tài)。事實上，狀態(tài)參數(shù)僅取決于體系所處的熱力學(xué)狀態(tài)本身，與體 系達到該狀態(tài)所經(jīng)歷的途徑或過程無關(guān)。

熱力學(xué)體系總是處在一定的宏觀狀態(tài)，但只有熱力學(xué)平衡狀態(tài)才可以用一組 確定的參數(shù)描述，熱力學(xué)非平衡狀態(tài)則不能。熱力學(xué)平衡狀態(tài)是指那些在沒有外 界影響的條件下不隨時間而變化的狀態(tài)。顯然，處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)的體系，其 內(nèi)部必然存在著熱平衡、力平衡，當(dāng)有化學(xué)反應(yīng)時還同時存在著化學(xué)平衡。需要 指出的是，平衡狀態(tài)只是一個理想的概念，世界上不存在不受外界影響、狀態(tài)參 數(shù)絕對不變的熱力學(xué)體系。但是，在許多情況下，如果體系的實際狀態(tài)偏離平衡 狀態(tài)并不遠，將其處理成平衡狀態(tài)可以大大簡化分析和計算的復(fù)雜性。

熱力學(xué)體系由大量微觀粒子組成，即使熱力學(xué)體系的宏觀狀態(tài)確定后，組成 熱力學(xué)體系的微觀粒子仍可以處在不同的運動狀態(tài)。因此，即使熱力學(xué)體系的宏 觀狀態(tài)完全確定，體系中各微觀粒子的運動狀態(tài)仍不確定。這種微觀粒子的運動 狀態(tài)，總稱為熱力學(xué)體系的微觀狀態(tài)。在量子力學(xué)中，熱力學(xué)體系的微觀狀態(tài)就 是熱力學(xué)體系中各微觀粒子量子態(tài)的總和。