Genel olarak katı,sıvı ya da gaz, herhangi bir maddenin hacmi, sıcaklığına ve üzerine etkiyen basınca bağlıdır. Belli bir miktarda maddenin hacmi ile basınç ve sıcaklık değerleri arasında matematik bir bağıntı vardır; bu matematik bağıntıya hal denklemi denir ve sembolik olarak

V=V(T,P,n)

Şeklinde gösterilir. Bunun anlamı şudur:V sıcaklık, basınç ve maddenin mol sayısının bir fonksiyonudur. Sıvı ve katılar için hal denklemi çok karmaşık bir matematik ifade olabildiği gibi maddeden maddeye de değişebilir. Fakat gazların hal denklemleri, gaz halindeki her çeşit madde için hemen hemen aynı kalır. İleride bu basitliğin gaz moleküllerinin aslında birbirinden bağımsız hareket etmesinden ileri geldiğini, bunun bir sonucu olarak da moleküllerin ayrıntılı yapısının, bir bütün olarak gaz davranışına büyük ölçüde etki etmediğini göreceğiz. Fakat biz şimdilik gazların hal denklemini saptamağa ve ifade etmeğe çalışalım.

Gazlar için bir denklemin saptanması ister istenmez bir gazın içinde bulunduğu kabın çeperlerine yaptığı basıncın, yani yüzey birimine uyguladığı kuvvetin ölçülmesini içerir. Genellikle gaz basıncı, birim yüzeye uygulanan kuvvet cinsinden değil de, atmosfer ya da milimetre cıva birimleriyle ifade edilir. Daha temel bir birim olan yüzey birimine uygulanan kuvvetle atmosfer ve milimetre birimleri arasında bir bağıntı kurabilmek için yalnızca basıncın denel olarak nasıl ölçüldüğünü bilmeliyiz.