W przyrodzie, oprócz zjawisk prowadzących do wzrostu entropii, spontanicznie zachodzą w odpowiednich warunkach również zjawiska prowadzące do jej spadku. Spadek entropii danego układu może się jednak dokonywać wyłącznie kosztem otoczenia lub innego układu. Rozpatrując układ złożony z układu pierwotnego, w którym doszło do spadku entropii i jego otoczenia, z którym wymienia energię, okazuje się, że sumaryczna entropia tak poszerzonego układu zawsze wzrośnie.
Historia rozwoju pojęcia Formułując w oparciu o doświadczenia związane z przebiegiem procesów termodynamicznych w 1850 r. drugą zasadę termodynamiki, Rudolf Clausius stwierdził, że entropia wzrasta w każdym samorzutnym procesie przemiany termodynamicznej, tzn. wzrost entropii jest tak samo jednokierunkowy jak upływ czasu.
Entropia układu zwiększa się, gdy do ciała dopływa energia cieplna i zmniejsza się, gdy energia jest oddawana przez ciało. Podczas przepływu energii, która nie wywołuje zmiany temperatury lub zmiany te są pomijalne, zmiana entropii wyrażona jest wzorem:
gdzie: – zmiana entropii ciała, – temperatura bezwzględna, – ciepło elementarne, czyli niewielka ilość ciepła dostarczona do układu.