材料热力学（Thermodynamics of Materials）是热力学在材料科学中的应用。材料热力学的核心在于透过相图来解释纯物质或合金的相变化以及溶液中各成分所表达的热力学性质，藉以分析各种不同热处理时所需要的热力学系统条件。