热力学上的一个重要状态函数，是表征物质系统在等温过程中最多可能做若干功的物理量。可分为两种：(1)亥姆霍兹自由能。它在物理学中简称“自由能”，而在化学中常称为“功函”或“等温等容位”。一般用字母F表示。等于物质系统的*内能U减去其热力学温度T和*熵S的乘积，即F=U－TS。(2)吉布斯自由能。它在物理学中常称“热力学势”，亦称“吉布斯函数”，而在化学中亦称“等温等压位”、“吉布斯自由焓”或简称“自由能”，一般用字母G表示，等于物质系统的*焓H减去其热力学温度和熵的乘积，即G=H－TS。亥姆霍兹自由能用于等温等容过程，它的减少等于体系在等温等容可逆过程中所作的最大非膨胀功（因为等容，所以体系不膨胀，非膨胀功是指电或化学反应的功）。吉布斯自由能用于等温等压过程，它的减少等于体系在等温等压可逆过程中所作的最大有用功。在不可逆过程中体系所作的功必然小于体系自由能的减少值。对实际体系其状态发生变化时，它的自由能必减少；当自由能达到最小值时趋于平衡。这一结论在化学产品制备方面起着重要的指导作用。