Termodynamiczne stopnie swobody thumb|200px|Obszary termodynamicznej trwałości faz w układzie jednoskładnikowym. Dla układów termodynamicznych liczbę stopni swobody definiuje się jako liczbą niezależnych parametrów, które można zmieniać nie powodując zmiany liczby i rodzaju faz układu, czyli tzw. stanu termodynamicznego. Liczba jest zależna od liczby niezależnych składników układu i liczby ich faz. Zależność tę opisuje reguła faz Gibbsa.
W najprostszym przypadku układów jednoskładnikowych i jednofazowych (np. gaz CO, ciecz Cl2 itp.) mogą zmieniać się – bez zmiany stanu – trzy parametry stanu: ciśnienie temperatura i objętość Ponieważ parametry te są wzajemnie powiązane równaniami stanu (np. dla gazu doskonałego mamy równanie stanu gazu doskonałego), dlatego niezależnie mogą zmieniać się tylko dwa spośród tych trzech parametrów, tj. ciśnienie i temperatura, ciśnienie i objętość lub temperatura i objętość.
Na wykresach fazowych p–T dla układów jednoskładnikowych punkty leżące w obszarach trwałości poszczególnych faz mają dwa stopnie swobody – punkty te mogą swobodnie przemieszczać się wewnątrz odpowiednich pół.