Một số ví dụ về khí lý tưởng là oxy, nitơ, carbon dioxide và các khí khác trong bầu khí quyển của Trái đất. Khí lý tưởng là khí ở áp suất thấp và nhiệt độ khá cao, trong đó các nguyên tử khí riêng lẻ hoặc các phân tử có thể được cho là ở xa nhau và không tương tác với nhau.
Định luật khí lý tưởng là một phương trình trạng thái, mô tả mối quan hệ giữa áp suất khí (P), thể tích (V), số mol khí (n) và nhiệt độ (T), như sau: PV = nRT. R là hằng số khí phổ biến thay đổi theo đơn vị của các yếu tố khác trong phương trình. Nói cách khác, định luật khí lý tưởng phát biểu rằng mật độ mol của khí tỷ lệ với áp suất và nhiệt độ. Định luật khí lý tưởng được cho là có hiệu lực ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ phòng (72 Fahrenheit) và áp suất bằng hoặc thấp hơn khí quyển (1 bầu khí quyển).
Khi nhiệt độ và áp suất nằm ngoài phạm vi này, hệ số hiệu chỉnh Z phải được đưa vào định luật khí lý tưởng để giải thích cho chất khí lệch khỏi hành vi lý tưởng. Các chất khí ở nhiệt độ thấp và /hoặc áp suất cao cũng có thể được mô tả bằng các phương trình trạng thái phức tạp hơn có giá trị ở các điều kiện đó, chẳng hạn như phương trình van der Waals hoặc Virial.
