Изотермический процесс сложно реализовать на практике, потому что при сжатии или расширении газа необходимы условия, при которых он будет успевать обмениваться температурой с внешней средой, чтобы поддерживать свою температуру неизменной. 1

Для осуществления изотермического процесса систему обычно помещают в термостат (массивное тело, находящееся в тепловом равновесии), теплопроводность которого велика, так что теплообмен с системой происходит достаточно быстро по сравнению со скоростью протекания процесса, и температура системы в любой момент практически не отличается от температуры термостата. 4

Также можно осуществить изотермический процесс иначе — с применением источников или стоков тепла, контролируя постоянство температуры с помощью термометров. 4

Ещё одна причина сложности реализации изотермического процесса на практике — то, что изотермическое расширение не может поддерживаться бесконечно, в какой-то момент оно должно измениться, и система должна быть возвращена к исходному объёму или близка к нему. 2 Во время возврата система должна отдавать некоторое количество тепла в резервуар с более низкой температурой, чтобы система могла вернуться в исходное состояние. 2 Это ограничивает эффективность преобразования тепла в работу. 2