Найважливішими критеріями, які зумовлюють, до якого з термодинамічних підходів слід звернутися при математичному моделюванні конкретної системи, є швидкість процесу, що вивчається і бажаний рівень узгодження теоретичних результатів з експериментом. Класична рівноважна термодинаміка розглядає квазістатичні процеси, класична нерівноважна термодинаміка — відносно повільні нерівноважні процеси (теплопровідність, дифузію тощо). Обмеження принципом локальної рівноваги на швидкість моделююмого процесу, знімаються в таких підходах до побудови нерівноважної термодинаміки, як раціональна термодинаміка і розширена нерівноважна термодинаміка.