Dalam termodinamika, persamaan keadaan (EOS) adalah ekspresi matematis yang menggambarkan interkoneksi antara variabel keadaan — umumnya sifat yang dapat diamati dan diukur secara makroskopik — untuk keadaan tertentu. Keadaan itu mungkin padat, cair, gas atau plasma. Observables atau properti yang digunakan dalam persamaan keadaan dapat divariasikan oleh ahli teori, tetapi umumnya mereka benar-benar menggambarkan keadaan. Misalnya, persamaan keadaan untuk “n” mol gas ideal dapat dijelaskan secara lengkap menggunakan persamaan PV=nRT, di mana P=tekanan, V=volume, R=konstanta gas ideal dan T=temperatur. Perhatikan bahwa EOS dimaksudkan untuk menggambarkan tidak lebih dari satu keadaan, apakah keadaan itu padat, cair atau gas.
Agar persamaan keadaan dapat lebih mendekati perilaku nyata, parameter seperti tiga yang tercantum di atas dimodifikasi oleh tambahan empiris — eksperimental — dan bahkan istilah komputasi. Di antara istilah-istilah ini adalah volume atom, yang mengurangi volume total, dan gaya antarmolekul, yang mempengaruhi jarak antar partikel. Bahkan penyesuaian ini mungkin tidak cukup. Untuk mendamaikan persamaan dengan data terukur yang dimaksudkan untuk dijelaskan, istilah matematika virial dan metode komputasi iteratif mungkin diperlukan. Istilah-istilah seperti itu mengaburkan interpretasi intelektual, tetapi mereka meningkatkan penerapan praktis.
Persamaan keadaan yang dapat diterima bisa sulit untuk diturunkan untuk sistem cair, karena mereka mengalami tingkat interaksi molekul yang jauh lebih besar yang dihasilkan dari molekul yang lebih dekat satu sama lain daripada untuk gas. Cairan dikategorikan berdasarkan besarnya interaksi seperti tidak berasosiasi atau sebagai berasosiasi. Sebagian besar gaya dispersi London cukup lemah dan jika itu adalah satu-satunya gaya antarmolekul yang ada, cairan — mungkin minyak atau hidrokarbon lainnya — tidak berasosiasi. Namun, jika penggabungan molekul lebih kuat, seperti halnya untuk molekul yang terikat hidrogen, cairan tersebut berasosiasi. Semakin kuat gaya, semakin kompleks pemodelan matematika dan persamaan keadaan yang sesuai.
Untuk pengembangan persamaan yang dapat diterima, cairan yang berasosiasi dapat dianggap lebih mirip padatan daripada cairan yang tidak berasosiasi. Beberapa ilmuwan menggunakan model yang menggabungkan kisi dua dimensi, menunjukkan cairan yang terkait memiliki setidaknya beberapa karakteristik padat. Sebuah kisi yang dua dimensi daripada tiga dimensi menunjukkan komponen perilaku padat terbatas. Karena beberapa partikel tidak dianggap sebagai bagian dari kisi, nama yang diberikan untuk model fluida ini — baik gas atau cair — adalah teori “gas kisi”. Matematika persamaan keadaan cairan kisi-gas dapat menjadi kontra-intuitif dan kompleks, seperti yang diilustrasikan dengan baik oleh sistem polimer-dalam-pelarut.