Cuốn sách truy cập mở này mô tả lý thuyết về nhiệt động học biến đổi và các lý thuyết mở rộng của nó để kiểm soát chủ động các hiện tượng nhiệt vĩ mô của các hệ thống nhân tạo, trái ngược hoàn toàn với nhiệt động lực học cổ điển bao gồm bốn định luật nhiệt động lực học để mô tả thụ động các hiện tượng nhiệt vĩ mô của các hệ thống tự nhiên. Chuyên khảo này bao gồm hai phần, tức là bên trong và bên ngoài siêu vật liệu, và đề cập đến các khái niệm cơ bản và phương pháp toán học, cần thiết để hiểu các vấn đề nhiệt được nghiên cứu rộng rãi trong vật lý, mà còn trong các ngành kỹ thuật và vật liệu khác. Các phân tích dựa trên các mô hình được giải quyết bằng các kỹ thuật phân tích kèm theo mô phỏng máy tính và thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Chuyên khảo này không chỉ có thể là cầu nối giữa ba ngành học hạng nhất, tức là vật lý, nhiệt vật lý và khoa học vật liệu, mà còn đóng góp vào sự phát triển liên ngành.