Ένα στατιστικό σύνολο αποτελείται από πολλά συστήματα που είναι ισοδύναμα με το αρχικό, από μακροσκοπική άποψη, αλλά αντιστοιχούν σε όλες τις δυνατές μικροκαταστάσεις ή, αλλιώς σε όλες τις προσιτές καταστάσεις του συστήματος, τις καταστάσεις δηλαδή από τις οποίες διέρχεται το σύστημα μέσα στον Χρόνο.
Τα πιο σημαντικά στατιστικά σύνολα στη στατιστική θερμοδυναμική είναι:
- 1. μικροκανονικό Σύνολο (NV E)
Το καθ' ένα από τα NT αντίγραφα έχει τον ίδιο σταθερό αριθμό σωματιδίων N και όγκο V , ενώ είναι απομονωμένα δηλαδή έχουν σταθερή ενέργεια E.
- 2. κανονικό σύνολο (NV T)
Το καθ' ένα από τα NT αντίγραφα έχει τον ίδιο σταθερό αριθμό σωματιδίων N και όγκο V , ενώ είναι σε θερμική Ισορροπία μεταξύ τους δηλαδή όλα έχουν την ίδια θερμοκρασία (T).
- 3. μεγαλοκανονικό Σύνολο (µV T)
Το καθ' ένα από τα NT αντίγραφα έχει τον ίδιο όγκο (V) , ενώ όλα είναι σε θερμική ισορροπία μεταξύ τους δηλαδή όλα έχουν την ίδια θερμοκρασία (T). Ωστόσο επιτρέπεται να ανταλλάξουν μεταξύ τους σωματίδια διατηρώντας όμως σταθερό το χημικό τους δυναμικό τους (µ).