[1] 물질의 상태를 나타내는 압력, 용적, 온도사이의 관계를 나타내는 방정식을 물질의 상태 방정식(Equation of state)이라고 하며 일반적으로 다음 식으로 나타낸다.

F(p, V, T)=0

   이상기체의 경우에는 아보가드로(Avogadro)의 법칙(동일 몰수의 기체는 일정온도, 압력에 있어서 동일체적을 갖는다)을 사용하면 위 식 중의 상수는 기체의 종류에 무관한 보편적 상수(R)가 되며,

Pv=RT

 가 된다. 여기에서 R은 기체정수, v는 기체 1 mol에 의해 차지하는 부피이며 몰부피라고 한다. 일반적으로 n mol에서는 다음 식과 같이 된다.

Pv=nRT

 표준상태(0℃, 1atm)에서의 기체 1 g·mol의 부피는 22.412 L이다.
[2] 이상기체(理想氣體, ideal gas)의 상태방정식 PV = RT (P는 압력 [mmHg], [atm] 등, V는 1 mol의 용적 [cc/mol], [L/mol] 등, T는 절대온도 [。K] 또는 [。R ]), R을 기체상수라 하고, 이상기체상수, 분자기체상수, 가스상수라고도 부른다. 동일한 몰수의 기체는 같은 온도와 압력에서 동일한 용적(容積)을 차지한다는기체연료
 아보가드로(Avogadro) 법칙에 따라서 R은 기체종류에 관계없는 보편적 상수이다. 기체상수는 [용적] * [압력] / [온도] * [몰수] 또는 [에너지] / [온도] * [몰수] 의 차원을 갖고 그 수치는 P, V, T 및  몰수의 단위에 따라 다르지만, 표준상태 (0℃, 1atm)에 있는 몰용적은 기체의 종류에 관계없이 일정값을 가진다.

    R   = 82.057 (atm)(cm3)/(g-mol)(。K)
        = 1.987 (cal)/(g-mol)(。K)
        = 0.7302 (atm)(ft3)/(lb-mol)(。R)
        = 84.79 (kg/m2)(m3)/(kg-mol)(。K)
        = 10.73 (lb/in2)(ft3)/(lb-mol)(。R)

 기체상수 R을 기체분자량 M으로 나눈 값 R/M을 비(比)기체상수라 한다. 질량을 kg이나 g으로 나타내면

그러나 질량대신에 몰질량을 사용하면, k4를 이상기체상수 R로 대체할 수 있다. 그 값은 아보가드로(Avogadro) 법칙에 의하여 모든 기체에 대하여 모두 같은 값이 된다. R의 수치는 에너지, T, 몰질량의 단위에 따라서만 달라진다.

 여기서 n은 몰수이다. 위 식은 기체 혼합물에도 적용된다.

  ☞ 부록 단위환산 참조