열 및 통계물리 분야에서는 비평형계에서 일어나는 동역학 현상에 대한 연구가 심도 있게 다루어질 것으로 보인다. 통계물리학은 다체계의 협동현상을 주로 다루기 때문에 비평형계에서 일어나는 다체계의 동역학현상이 앞으로 더욱 중요한 연구주제가 될 것이다. 흔히들 비평형 다체계를 복잡계라고 부른다. 이러한 복잡계에서는 협동현상과 요동효과에 의한 상전이현상, 동역학적 문향형성 및 다양성 문제 등 기존의 여러 문제 및 경제계와 생물체 등에서 찾아볼 수 있는 자체조절현상 및 적응현상을 어떻게 해석학적 및 수치적으로 다룰 수 있는지에 대하여 관심이 집중되고 있다. 기존의 평형상전이현상을 이해하였던 방법을 토대로, 이를 확장시키려는 시도가 이루어지고 있으며, 비선형 동역학 연구에 사용하였던 방법도 응용되고 있다. 또한 그래프이론을 이용한 접근방법도 새롭게 등장하고 있다.
  생물체에서 일어나는 단백질의 접힘현상과 단백질 상호작용 네트워크에 대한 연구는 포스트게놈 시대를 맞이하여 통계물리학이 도약해야 할 대상으로 등장하였다. 유전자의 돌연변이와 자연선택과정에 대하여 통계역학에서 사용한 개념과 방법을 이용하여 생태계의 진화 및 유전적 다양성의 측면에서 연구를 수행하는 것도 중요한 의미를 지닐 것이다.
  나노기술혁명 시대를 맞이하여 나노축척(nano sacle)에서 일어나는 양자협동현상에 대한 통계물리적 연구도 큰 의미를 지닐 것이다. 중시계(meso-system)에서 일어나는 현상들, 예를 들어 양자홀 현상, 조셉슨 접합 문제, 고온초전도체, 전이금속계, 보즈-아인슈타인 응집현상 등에 대한 연구도 계속하여 활발히 진행될 것으로 전망된다.