Gas ideal adalah keadaan materi teoritis yang digunakan oleh fisikawan dalam analisis teori probabilitas. Gas ideal terdiri dari molekul yang memantul satu sama lain tanpa berinteraksi sama sekali. Tidak ada gaya tarik menarik atau tolak menolak antar molekul, dan tidak ada energi yang hilang selama tumbukan. Gas ideal dapat dijelaskan secara lengkap berdasarkan volume, densitas, dan suhunya.
Persamaan keadaan untuk gas ideal, umumnya dikenal sebagai hukum gas ideal, adalah PV = NkT. Dalam persamaan, N adalah jumlah molekul dan k adalah konstanta Boltzmann, yang sama dengan sekitar 1.4 x 10-23 joule per kelvin. Yang biasanya lebih penting adalah bahwa tekanan dan volume berbanding terbalik, dan masing-masing sebanding dengan suhu. Ini berarti, misalnya, jika tekanan digandakan sementara suhu dipertahankan konstan, maka volume gas harus menjadi setengahnya; jika volume gas digandakan sementara tekanan dipertahankan konstan, suhu juga harus dua kali lipat. Dalam kebanyakan contoh, jumlah molekul dalam gas dianggap konstan.
Tentu saja, ini hanya perkiraan. Tumbukan antar molekul gas tidak elastis sempurna, sebagian energi hilang, dan gaya elektrostatik antar molekul gas memang ada. Tetapi dalam kebanyakan situasi sehari-hari, hukum gas ideal mendekati perilaku gas yang sebenarnya. Bahkan jika tidak digunakan untuk melakukan perhitungan, menjaga hubungan antara tekanan, volume dan suhu dalam pikiran dapat membantu seorang ilmuwan untuk memahami perilaku gas secara intuitif.
Hukum gas ideal sering kali merupakan persamaan pertama yang dipelajari orang ketika mempelajari gas di kelas pengantar fisika atau kimia. Persamaan Van der Waal, yang mencakup beberapa koreksi kecil terhadap asumsi dasar hukum gas ideal, juga diajarkan di banyak kursus pengantar. Namun dalam praktiknya, koreksinya sangat kecil sehingga jika hukum gas ideal tidak cukup akurat untuk aplikasi tertentu, persamaan Van der Waal juga tidak akan cukup baik.
Seperti dalam kebanyakan termodinamika, gas ideal juga diasumsikan dalam keadaan setimbang. Asumsi ini jelas salah jika tekanan, volume atau suhu berubah; jika variabel-variabel ini berubah secara perlahan, suatu keadaan yang disebut keseimbangan kuasi statis, kesalahannya mungkin kecil. Menyerahkan asumsi keseimbangan kuasi statis berarti meninggalkan termodinamika untuk dunia fisika statistik yang lebih rumit.