Dans le modèle du gaz parfait, il existe une relation, dite équation d’état des gaz parfaits, liant pression p, volume V , température T et quantité de matière n^gaz du gaz :

p.V = n^gaz.R.T ; avec R = 8,314 J·K⁻¹·mol⁻¹ (constante des gaz parfaits).

Dans cette équation, il faut prendre garde à utiliser un système cohérent d’unités. La pression est exprimée en Pa (pascal), le volume est exprimé en m³ et la température est exprimée en K (kelvin). L’équation des gaz parfaits est considérée comme une loi limite, elle exprime le comportement vers lequel les gaz réels tendent à basse pression et température élevée. Les gaz obéissent assez bien à cette équation lorsque la pression est inférieure à 10⁵ Pa, de sorte que l’hypothèse d’un comportement de gaz parfait n’occasionne généralement que de faibles erreurs.