A quantidade requerida de informações para descrever uma partícula, átomo, molécula ou íon (no contexto da mecânica clássica) implica no estabelecimento de 6 coordenadas para cada uma das entidades microscópicas (3 posições e 3 velocidades), o que representa um número expressivo de dados quando levamos em conta um número relativamente grande de entidades como um
mol (6,022x10²³), por exemplo.
A termodinâmica estatística possui uma capacidade de previsão das grandezas macroscópicas por trabalhar com os dados
espectroscópicos de moléculas individuais, apresentando assim uma vantagem nesse quesito com relação à
termodinâmica clássica. Ambas, porém são regidas pela
segunda lei da termodinâmica por meio da entropia. No entanto, a entropia em termodinâmica clássica só pode ser conhecida empiricamente, enquanto que na mecânica estatística, é uma função da distribuição do sistema nos seus
microestados.