De tweede hoofdwet stelt dat in een geïsoleerd systeem de wanorde of waarschijnlijkheid toeneemt, totdat een maximum bereikt is. Dit komt omdat wanorde veel waarschijnlijker is dan orde (zie entropie). Een gevolg is dat bruikbare energie gedeeltelijk verloren gaat, aangezien bij elke energieconversie een deel van de aanvankelijk hoogwaardige energie (dat wil zeggen, energie die in potentie arbeid kan verrichten) wordt veranderd in laagwaardige warmte, die nauwelijks boven de omgevingstemperatuur uitkomt. Met andere woorden, de eerste hoofdwet stelt dat de hoeveelheid energie altijd constant blijft, de tweede dat die energie na verloop van tijd aan kwaliteit inboet. Praktisch gesproken betekent dat dat we, naast de betrouwbare energie-input die we van de zon ontvangen, steeds nieuwe energiebronnen moeten zien te vinden om onze structuren – woningen, wegen, wijzelf – te creëren en te onderhouden. Zie verder aflevering 1-3 van het artikel ‘Biofysische grenzen: opgevoerde entropie’ en aflevering 5 en volgende van het artikel ‘Energie, wat is het eigenlijk?’ Zie ook eerste hoofdwet van de thermodynamica, entropie en het principe van maximaal vermogen. Zie verder ook energie, vermogen, concentratiegraad van energie, energiekwaliteit, energiedichtheid, energiestaat en exergie.

In meer recente artikelen op 4eco komt de tweede hoofdwet ook weer herhaaldelijk voor. Zie tweede wet en economische groei, tweede wet volgens Rees, tweede wet en duurzaamheid.