L'équilibre se produit lorsque la somme de tous les effets externes et internes du système à un moment donné est égale à zéro. L'équilibre mécanique se produit lorsque la somme vectorielle de toutes les forces et couples physiques agissant sur le système est égale à zéro.
L'absence de force externe sur un corps en équilibre mécanique indique qu'il est soit stationnaire, soit se déplaçant à vitesse constante. L'absence de couple indique l'absence d'effort tranchant net sur le corps. L'équilibre mécanique statique est un cas particulier, où l'objet d'intérêt est stationnaire en translation et en rotation dans un référentiel inertiel donné. Les diagrammes de corps libres sont utilisés pour trouver les forces résultantes pour les corps statiques. Une force résultante nulle indique que le corps stationnaire est en équilibre mécanique statique.
L'équilibre thermodynamique est plus global, incluant non seulement l'état mécanique du système, mais aussi les états thermique et chimique. Les gaz parfaits sont souvent utilisés pour illustrer le concept d'équilibre thermodynamique pour la simplicité de leurs comportements. L'équilibre est atteint lorsque ces gaz sont isotropes ; leurs températures, pressions et compositions sont parfaitement homogènes en tout point du système. De légères augmentations des propriétés physiques résultant de perturbations sont presque immédiatement annulées par de légères diminutions ailleurs dans le système.
