Um sistema isolado, em física e química, é um sistema que não troca nem matéria e nem energia com o ambiente. Não existe nenhum sistema conhecido com essas características. Cogita-se a hipótese de o Universo ser um sistema isolado.

Segundo a primeira lei da termodinâmica, em um sistema isolado a energia se conserva.

Segundo a segunda lei da termodinâmica, em um sistema isolado a entropia nunca decresce.

Uma tentativa de se criar um sistema isolado é a garrafa térmica. Através de um vácuo existente entre duas paredes do recipiente, evita-se a transferência de calor por convecção e condução. Para evitar a transferência por irradiação, as faces internas e externas do recipiente são espelhadas. No entanto, o isolamento não chega à ser perfeito.

Ver também o conceito de sistema fechado, estrutura estudada principalmente em Psicologia Social.