Das Institut für Thermodynamik ist aus dem Wärmetechnischen Institut und dem Maschinenlaboratorium hervorgegangen. Die Lehre umfasst das weite Gebiet der Technischen Thermodynamik und der Wärme- und Stoffübertragung. In der Forschung wurden im Laufe der Zeit unterschiedliche Schwerpunkte gelegt:
1945-1952 Leitung Prof. Dr. Ernst Schmidt. Wärme- und Stoffübertragung. Nach ihm ist die Schmidt-Zahl (Sc) benannt. Untersuchungen zu flüssigen und festen Treibstoffen.
1953–1961 Leitung Prof. Dr. Fran Bošnjaković. Verbrennung und Vergasung, Stoff- und Transporteigenschaften, thermische Plasmen, Wärmeübertragung in ionisierenden und dissoziierenden Gasen.
1961–1968 Leitung Prof. Dr.-Ing. Hans Dieter Baehr. Thermische Systeme, Stoffdaten (fluide Stoffe), Wärme- und Stoffübertragung.
1968–1995 Leitung Prof. Dr. Hans Jürgen Löffler. Untersuchungen zur Kälte- und Tieftemperaturtechnik.
1995–1998 Leitung Prof. Dr.-Ing. Werner Klenke. Wärme- und Stoffübertragung in Kühltürmen und Verdunstungskühlern.
1998-2024 Leitung Prof. Dr.-Ing. Jürgen Köhler. Alternative Kältetechnologien und natürliche Kältemittel. Energiesysteme (Thermoelektrik, Organic Rankine Cycle, Brennstoffzellen, elektrische Speicher), Transportprozesse und Stoffdaten.
Das Institut für Thermodynamik ist in zwei Arbeitsgruppen gegliedert:
Thermische Systeme und Energiesysteme
Ansprechpartner: Herr Dr.-Ing. Nicholas Lemke und Herr Dr.-Ing. Wilhelm Tegethoff
Stoffdaten/ Molekulare Thermodynamik
Ansprechpartnerin: Frau Prof. Dr.-Ing. Gabriele Raabe