Immaginiamo un gas sigillato in un contenitore con pareti rigide; questo è uno degli esempi più semplici di sistema termodinamico, cioè descrivibile in termini di poche grandezze macroscopiche come energia interna o volume. Lo stato del sistema è definito dai valori delle grandezze macroscopiche che abbiamo scelto; per questo motivo si parla dunque di macrostato piuttosto che semplicemente di "stato".

Allo stesso tempo, un gas in una scatola può essere anche visto come un insieme (molto grande) di atomi intrappolati in una regione di spazio e magari interagenti tra di loro; in altri termini, il nostro gas è anche un sistema meccanico. Per identificare univocamente lo stato del nostro gas, considerato come sistema meccanico, dobbiamo specificare posizione e velocità di ognuno degli atomi presenti all'interno della scatola. Poiché tali grandezze si riferiscono alle componenti microscopiche del sistema, il loro insieme è detto microstato.

Se la dimensione del sistema è macroscopica, un dato macrostato può essere realizzato da moltissimi microstati. Nel nostro esempio, ci sono molti modi di sistemare i nostri atomi all'interno della scatola in modo tale che la loro energia totale abbia un certo valore. Se invece il sistema è costituito da poche particelle, i vincoli imposti del macrostato limitano considerevolmente il numero di microstati accessibili; tuttavia, anche nel limite in cui il sistema è costituito da una sola particella, il microstato non è mai univocamente determinato dal macrostato. Dunque, l'affermazione che "i sistemi meccanici possono essere visti come sistemi termodinamici per i quali macrostati e microsatati coincidono" è forse un po' imprecisa.

Per quanto riguarda il rapporto tra equilibrio meccanico ed equilibrio termodinamico, si osservi che i due concetti sono profondamente diversi. L'equilibrio meccanico è un equilibrio statico, una configurazione dalla quale il sistema non si allontana se ce lo si mette. L'equilibrio termodinamico è dinamico; il sistema è in continua evoluzione ma certe sue proprietà macroscopiche restano praticamente invariate. Sotto certe condizioni, i due concetti convergono quando la temperatura si avvicina allo zero assoluto. Esprimendosi in maniera approssimativa, si può dire che quando si riduce la temperatura a zero si annulla anche l'energia cinetica delle particelle, le quali resteranno intrappolate nel microstato di energia più bassa: il microstato di equilibrio meccanico.

Tuttavia ciò non è sempre vero, per almeno due motivi. Anzitutto, nel caso di un sistema quantistico, anche a temperatura nulla le particelle possiedono energia cinetica; inoltre esistono esempi di sistemi per i quali, nel limite termodinamico, lo stato termodinamicamente più stabile non coincide con lo stato di minima energia, né vi tende al tendere a zero della temperatura (per il lettore curioso, l'esempio classico è una catena circolare di spin con interazione ferromagnetica tra primi vicini).