每種材料都是由原子和分子組成。根據定義，物質的量以摩爾表示。一摩爾的物質含有 6.022 · 10 23 個構成粒子（阿伏伽德羅常數。這不是數值，而是具有單位 mol-1 的物理量）。1 摩爾的定義是 系統物質的量，其包含的粒子數目與 12 g 碳同位素 12C 中所含的原子數目完全相同。在正常條件下，即壓力為 101.325 Pa 且溫度為 273.15 K（等于 0°C），一摩爾理想氣體填充的體積為 22.414 升。早在 1664 年，羅伯特·波義耳就研究壓力對一定量空氣的影響。馬略特在實驗中證實的結果在波馬定律中總結如下：

公式 1-4：波義耳定律 [4]

      用文字表述波義耳定律：一定質量的氣體，在溫度不變的情況下，其壓力與體積成反比—壓力與體積的乘積恒定不變。百余年后，一定質量的氣體，其體積與溫度的關系也已確定：一定質量的氣體，在壓力不變的情況下，其體積與絕對溫度成正比，或者

公式 1-5：蓋-呂薩克定律

一定質量的氣體受壓力變化和溫度變化影響的結果是

這仍適用于一定質量的氣體。一定溫度和一定壓力下的氣體體積與物質的量v成正比。我們因此可以這樣書寫：

物質的量通過稱重來確定。我們可以通過質量與摩爾質量之比來表示氣體的量。常數const. 在此處是指所討論的 1 摩爾氣體，并且它被稱為氣體常數 R。因此，理想氣體狀態可描述為如下的壓力、溫度和體積的函數關系：

物質的量 v也可表示為阿伏伽德羅常數有關的分子數。