Кінетична молекулярна теорія, також відома як Кінетична теорія газів, є потужною моделлю, яка прагне пояснити вимірювані характеристики газу через малі масштаби руху газу частинки. Кінетична теорія пояснює властивості газів з точки зору руху його частинок. Кінетична теорія базується на ряді припущень і завдяки цьому вона є наближеною моделлю.
Гази в кінетичній моделі вважаються "ідеальними". Ідеальні гази складаються з молекул, які рухаються повністю навмання і ніколи не припиняють рух. Усі зіткнення частинок газу абсолютно еластичні, тобто енергія не втрачається. (Якби це було не так, молекули газу з часом закінчували б енергію і накопичувались би на своїх підлогах Наступне припущення полягає в тому, що розмір молекул незначний, тобто вони по суті мають нуль діаметр. Це майже справедливо для дуже малих одноатомних газів, таких як гелій, неон або аргон. Остаточне припущення полягає в тому, що молекули газу не взаємодіють, крім випадків, коли вони стикаються. Кінетична теорія не розглядає ніяких електростатичних сил між молекулами.
Газ має три внутрішні властивості - тиск, температуру та об’єм. Ці три властивості пов’язані між собою і можуть бути пояснені за допомогою кінетичної теорії. Тиск викликається тим, що частинки потрапляють на стінку газової ємності. Нежорсткий контейнер, такий як аеростат, буде розширюватися, доки тиск газу всередині аеростата не стане рівним тиску на зовнішній стороні аеростата. Коли газ має низький тиск, кількість зіткнень менше, ніж при високому тиску. Підвищення температури газу в фіксованому обсязі також збільшує його тиск, оскільки тепло викликає швидше переміщення частинок. Подібним чином розширення об'єму, в якому може рухатися газ, знижує як його тиск, так і температуру.
Роберт Бойл був одним із перших, хто виявив зв'язок між властивостями газів. Закон Бойля стверджує, що при постійній температурі тиск газу обернено пропорційний його об'єму. Закон Шарля, після розгляду Жаком Шарлем температури, виявляючи, що для фіксованого тиску обсяг газу прямо пропорційний його температурі. Ці рівняння були об’єднані, щоб сформувати ідеальне рівняння стану газу для одного моля газу, pV = RT, де p - тиск, V - об’єм, T - температура, а R - загальна газова постійна.
Ідеальний закон про газ добре працює при низькому тиску. При високому тиску або низькій температурі молекули газу знаходяться в достатній близькості для взаємодії; саме ці взаємодії змушують гази конденсуватися в рідини і без них вся речовина була б газоподібною. Ці взаємодіючі взаємодії називаються силами Ван дер Ваальса. Отже, рівняння ідеального газу може бути модифіковане для включення компонента для опису міжмолекулярних сил. Це більш складне рівняння називається рівнянням стану Ван дер Ваальса.