根据系统与外界相互作用的情况可对系统进行分类为与外界没有任何相互作用的系统称为孤立系统，与外界有能量交换但没有物质交换的系统称为封闭系统，简称闭系，与外界既有能量交换又有物质交换的系统称为开放系统，简称开系。
还可以根据组成系统的物质的化学性质对系统进行分类为由一种化学纯的物质构成的热力学系统称为单元系，因为它只含有一种化学组分，也就是只有一种分子，由两种或两种以上的化学组分构成的系统称为多元系，也可根据系统各部分的性质对系统定义为各部分的所有性质完全一样的系统称为均匀系，又称单相系 ，当系统的各部分的性质有差异时，称此种系统为非均匀系。
如果整个系统是不均匀的，但可分成若干个均匀的部分，则称为复相系见相和相变， 严格意义上的封闭系统和孤立系统在自然界是不存在的，它们作为特定的分析对象而被引用只是一种近似，其目的是使问题在研究时得以简化。
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