Молекулярная физика изучает строение и свойства вещества, исходя из молекулярно-кинетических представлений. Все вещества состоят из частиц (молекул, атомов), которые находятся в хаотическом тепловом движении и взаимодействуют друг с другом. Идеальный газ — это математическая модель, в которой размерами молекул и их дальнодействием можно пренебречь. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона) связывает давление p, объем V и абсолютную температуру T: pV = nRT. Температура является мерой средней кинетической энергии движения молекул. Шкала Кельвина начинается от абсолютного нуля (-273.15°C). Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) объясняет давление газа как результат ударов молекул о стенки сосуда. Свойства твердых тел, жидкостей и газов определяются интенсивностью взаимодействия и характером движения частиц. В газах частицы движутся свободно, в жидкостях — колеблются и перескакивают, в твердых телах — только колеблются около узлов кристаллической решетки. Переходы между агрегатными состояниями (плавление, испарение, конденсация, кристаллизация) также изучаются в этом разделе.