Pour un gaz suffisamment dilué (faible densité), l'expérience comme la théorie cinétique donnent la même relation entre les trois variables macroscopiques : pression fois volume égale nombre de moles fois la constante des gaz $R = 8{,}314\ \mathrm{J\,mol^{-1}K^{-1}}$ fois la température absolue. C'est l'équation d'état — chaque loi des gaz (Boyle, Gay-Lussac, Charles) en est un cas particulier.