分子永远处在不停的运动中。在对物质的认识过程中人们了解到物质之所以分为固体、液体、气体三种状态，是因为分子运动造成的结果。固体分子位置固定，只能进行振动；液体分子可以运动，不过相互之间仍有联系；而气体分子则能自由飞行，并会沿直线运动，除非撞到其他气体分子或物体才会改变运动方向。固体物质中的分子位置都是一定的，即使有变动，也不过稍微振动一下而已；而液体物质中分子的位置固定，虽然能够移动，但却无法脱离分子间既定的间隔;气体分子则可以自由自在地活动。分子所以能够活动，完全是由于获得能量所致，而且，其运动量的大小也和能量有关。
玻尔兹曼
玻尔兹曼是最早假设气体分子的运动速率会限制在某个范围内的科学家之一。但他的分子运动理论遭到了当时其他许多科学家的反对。在他之前，科学家为了简化问题，都假设所有的分子运动皆具有相同速率。不过玻尔兹曼发现气体分子不但会在空中移动而且自身也能旋转与振动。