L'expression "équation d'état" est issue de la thermodynamique, où elle désigne une équation reliant, à l'équilibre thermodynamique, des variables mesurables qui définissent l'état d'un système et qui ne dépendent que de l'état macroscopique du système considéré. Ces variables sont naturellement appelées variables d'état. Par exemple, la loi des gaz parfaits de Boyle-Mariotte, PV = nRT est une équation d'état, qui indique que sous les mêmes conditions de température et de pression, un gaz a toujours le même volume V.

Dans ce genre d'équation, il est possible de distinguer deux types de variables :
  1. les variables intensives, qui sont indépendantes de la quantité de matière ;
  2. les variables extensives, qui à l'inverse, sont dépendantes de la quantité de matière.
Ainsi, dans la loi des gaz parfaits, la température et la pression sont des variables intensives et le volume du gaz considéré est une variable extensive. On peut alors remarquer que les variables intensives correspondent aux conditions imposées par l’environnement sur le système et que les variables extensives, qui sont des propriétés intrinsèques au système, correspondent à la réponse de celui-ci.

De manière générale, tout échange d'énergie fait intervenir deux types de grandeur (intensive et extensive). On parle alors de grandeurs conjuguées. Des exemples sont : en thermodynamique, la température T, qui est intensive, est associée à l'entropie S, extensive ; en mécanique, la force F (intensive) et le déplacement dl (extensive) ; en électricité, le potentiel électrique V (intensive) et la charge q (extensive).

Le produit d'une variable intensive par une extensive donne une variable extensive. De plus, leur produit est homogène à une énergie. Ainsi, le travail d'un force,

est extensif et son unité est le joule (J). Le quotient de deux variables extensives donne une variable intensive. Par exemple, la masse volumique est une variable intensive, puisqu'elle est donnée par la formule :

où la masse m et le volume V sont des grandeurs intensives.