孤立系統是在熱力學之中，與其他物體既沒有物質交換也沒有能量交換的系統稱為孤立系統（Isolated system）。任何能量或質量都不能進入或者離開一個孤立系統，只能在系統內移動。
除了把整個宇宙視為一體之外，孤立系統並不存在於現實之中。但是，在一定次數內，有些真實系統的行為近乎於孤立系統。因而，孤立系統的概念可以作為真實情況的一個近似模型。在建立以數學模型描述一些自然現象時，孤立系統是個可被接受的模型。孤立系統的
能量守恆，粒子數也同時守恆。
可被近似於孤立系統的模型包括：
1.太陽系內的太陽以及行星
2.氫原子內的
質子以及電子（在某情況下氫原子會被電磁輻射激發）
3.由堅固的不導熱壁包裹的氣體或者液體
在檢證熱力學第二定律中的熵增加的假設時，
玻爾茲曼所用的方程便假設了系統是孤立的。
