ทฤษฎีโมเลกุลจลน์หรือที่เรียกว่าทฤษฎีจลน์ของก๊าซเป็นแบบจำลองที่ทรงพลังที่พยายาม seek อธิบายลักษณะที่วัดได้ของก๊าซในแง่ของการเคลื่อนที่ของก๊าซขนาดเล็ก อนุภาค ทฤษฎีจลนศาสตร์อธิบายคุณสมบัติของก๊าซในแง่ของการเคลื่อนที่ของอนุภาค ทฤษฎีจลนศาสตร์ตั้งอยู่บนสมมติฐานหลายประการและด้วยเหตุนี้จึงเป็นแบบจำลองโดยประมาณ
ก๊าซในรูปแบบจลนศาสตร์ถือว่า "สมบูรณ์แบบ" ก๊าซสมบูรณ์ประกอบด้วยโมเลกุลที่เคลื่อนที่อย่างสุ่มและไม่เคยหยุดเคลื่อนที่ การชนกันของอนุภาคก๊าซทั้งหมดมีความยืดหยุ่นอย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าจะไม่มีการสูญเสียพลังงาน (ถ้าไม่ใช่กรณีนี้ ในที่สุดโมเลกุลของก๊าซก็จะหมดพลังงานและสะสมอยู่บนพื้นของพวกมัน คอนเทนเนอร์) สมมติฐานต่อไปคือขนาดของโมเลกุลนั้นเล็กน้อยมาก หมายความว่าพวกมันมีศูนย์ เส้นผ่านศูนย์กลาง นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับก๊าซที่มีอะตอมเดี่ยวขนาดเล็กมาก เช่น ฮีเลียม นีออน หรืออาร์กอน สมมติฐานสุดท้ายคือโมเลกุลของก๊าซไม่มีปฏิสัมพันธ์กัน ยกเว้นเมื่อชนกัน ทฤษฎีจลนศาสตร์ไม่ได้พิจารณาแรงไฟฟ้าสถิตใดๆ ระหว่างโมเลกุล
ก๊าซมีคุณสมบัติภายในสามประการ คือ ความดัน อุณหภูมิ และปริมาตร คุณสมบัติทั้งสามนี้เชื่อมโยงกันและสามารถอธิบายได้โดยใช้ทฤษฎีจลนศาสตร์ ความดันเกิดจากอนุภาคกระทบผนังถังแก๊ส ภาชนะที่ไม่แข็งเช่นบอลลูนจะขยายตัวจนกว่าแรงดันแก๊สภายในบอลลูนจะเท่ากับที่ด้านนอกของบอลลูน เมื่อก๊าซเป็นความดันต่ำ จำนวนการชนกันจะน้อยกว่าที่ความดันสูง การเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซในปริมาตรคงที่ยังเพิ่มความดันด้วยเนื่องจากความร้อนทำให้อนุภาคเคลื่อนที่เร็วขึ้น ในทำนองเดียวกัน การขยายปริมาตรที่ก๊าซสามารถเคลื่อนที่ได้จะลดทั้งความดันและอุณหภูมิ
Robert Boyle เป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่ค้นพบความเชื่อมโยงระหว่างคุณสมบัติของก๊าซ กฎของบอยล์ระบุว่า a ที่อุณหภูมิคงที่ ความดันของแก๊สแปรผกผันกับปริมาตร กฎของชาร์ลส์ หลังจากที่ Jacques Charles พิจารณาอุณหภูมิ โดยพบว่าสำหรับความดันคงที่ ปริมาตรของก๊าซจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิของมัน สมการเหล่านี้ถูกนำมารวมกันเพื่อสร้างสมการก๊าซที่สมบูรณ์แบบของสถานะของก๊าซหนึ่งโมล pV=RT โดยที่ p คือความดัน V คือปริมาตร T คืออุณหภูมิ และ R คือค่าคงที่แก๊สสากล
กฎแก๊สที่สมบูรณ์แบบทำงานได้ดีกับแรงดันต่ำ ที่ความดันสูงหรืออุณหภูมิต่ำโมเลกุลของก๊าซจะเข้าใกล้กันมากพอที่จะโต้ตอบได้ อันตรกิริยาเหล่านี้ทำให้ก๊าซควบแน่นเป็นของเหลว และหากไม่มีพวกมัน สสารทั้งหมดก็จะกลายเป็นก๊าซ ปฏิกิริยาโต้ตอบเหล่านี้เรียกว่ากองกำลัง Van der Waals ดังนั้น สมการก๊าซสมบูรณ์สามารถปรับเปลี่ยนเพื่อรวมส่วนประกอบเพื่ออธิบายแรงระหว่างโมเลกุลได้ สมการที่ซับซ้อนกว่านี้เรียกว่าสมการสถานะ Van der Waals