En idealgas är ett teoretiskt materiatillstånd som används av fysiker i sannolikhetsteorianalys. Idealgas består av molekyler som studsar av varandra utan att interagera alls. Det finns inga attraktions- eller repulsionskrafter mellan molekylerna, och ingen energi går förlorad under kollisionerna. Idealiska gaser kan fullständigt beskrivas genom deras volym, densitet och temperatur.
Tillståndsekvationen för en idealgas, allmänt känd som den ideala gaslagen, är PV = NkT. I ekvationen är N antalet molekyler och k är Boltzmanns konstant, vilket är lika med cirka 1.4 x 10-23 joule per kelvin. Vad som vanligtvis är viktigare är att tryck och volym är omvänt proportionella, och var och en är proportionell mot temperaturen. Detta innebär till exempel att om trycket fördubblas medan temperaturen hålls konstant, så måste volymen av gasen halveras; om volymen av gasen fördubblas medan trycket hålls konstant måste temperaturen också fördubblas. I de flesta exemplen anses antalet molekyler i gasen vara konstant.
Naturligtvis är detta bara en uppskattning. Kollisioner mellan gasmolekyler är inte perfekt elastiska, viss energi går förlorad och elektrostatiska krafter mellan gasmolekyler existerar. Men i de flesta vardagliga situationer är den ideala gaslagen nära det faktiska beteendet hos gaser. Även om det inte används för att utföra beräkningar, kan förhållandet mellan tryck, volym och temperatur i åtanke hjälpa en forskare att förstå en gass beteende intuitivt.
Den ideala gaslagen är ofta den första ekvationen som människor lär sig när de studerar gaser i en inledande fysik- eller kemiklass. Van der Waals ekvation, som inkluderar några mindre korrigeringar av idealgaslagens grundläggande antaganden, lärs också ut i många introduktionskurser. I praktiken är dock korrigeringen så liten att om den ideala gaslagen inte är tillräckligt exakt för en given tillämpning, kommer Van der Waals ekvation inte heller att vara tillräckligt bra.
Som i det mesta inom termodynamik antas även idealgas vara i ett jämviktstillstånd. Detta antagande är helt klart falskt om trycket, volymen eller temperaturen ändras; om dessa variabler förändras långsamt, ett tillstånd som kallas kvasistatisk jämvikt, kan dock felet vara acceptabelt litet. Att ge upp antagandet om kvasistatisk jämvikt innebär att lämna termodynamiken bakom sig för den mer komplicerade världen av statistisk fysik.