Gazy były zagadką dla wczesnych naukowców, którzy byli zaskoczeni swobodą ruchu i pozorną nieważkością w porównaniu z cieczami i ciałami stałymi. W rzeczywistości nie ustalili, że gazy stanowią stan skupienia aż do XVII wieku. Po bliższym zbadaniu zaczęli obserwować spójne właściwości definiujące gazy. Jedyne rozróżnienie, które początkowo zdumiewało naukowców – to, że cząstki gazu mają więcej przestrzeni poruszają się swobodnie niż cząstki ciał stałych lub cieczy - informuje o każdej z właściwości, jakie mają wszystkie gazy w wspólny.
Niska gęstość
Gazy zawierają rozproszone molekuły, które są rozproszone w danej objętości i dlatego mają mniejszą gęstość niż w stanie stałym lub ciekłym. Ich niska gęstość zapewnia płynność gazów, co pozwala cząsteczkom gazu na szybkie i przypadkowe przemieszczanie się obok siebie, rozszerzanie się lub kurczenie bez ustalonego położenia. Średnie odległości między cząsteczkami są na tyle duże, że interakcje między cząsteczkami nie zakłócają ich ruchu.
Nieokreślony kształt lub objętość
Gazy nie mają określonego kształtu ani objętości. Przypadkowy ruch cząsteczek gazu pozwala im rozszerzać się lub kurczyć, aby przyjąć objętość mieszczącego je pojemnika. Dlatego objętość gazu odnosi się do przestrzeni pojemnika, w której jego cząsteczki mają zasięg ruchu. Ta właściwość powoduje, że gazy zajmują więcej miejsca niż w stanie ciekłym lub stałym. Gazy również kurczą się i rozszerzają o przewidywalne ilości w zależności od zmian temperatury i ciśnienia.
Ściśliwość i możliwość rozbudowy
Niska gęstość gazów sprawia, że są ściśliwe, ponieważ ich cząsteczki mogą znajdować się daleko od siebie. Dzięki temu mogą się swobodnie poruszać, aby wpasować się w przestrzenie między nimi. Tak jak gazy są ściśliwe, są również rozszerzalne. Swoboda cząsteczek gazu sprawia, że przybierają one kształt dowolnego pojemnika, w którym są umieszczone, wypełniając objętość pojemnika.
Dyfuzyjność
Biorąc pod uwagę dużą przestrzeń między cząsteczkami gazu, dwa lub więcej gazów może szybko i łatwo mieszać się ze sobą, tworząc jednorodną mieszaninę. Ten proces nazywa się dyfuzją.
Nacisk
Cząsteczki gazu są w ciągłym ruchu. Wywierają nacisk lub siłę na jednostkę powierzchni na wewnętrzną powierzchnię ich pojemnika. Ciśnienie zmienia się w zależności od ilości gazu znajdującego się w danej objętości pojemnika, temperatury i ciśnienia.