通常被用作工質的理想化的氣體。它符合狀態方程ｐ v=RT。從微觀上看，它是在假設理想氣體的分子為彈性體，忽略不計分子間的相互作用力和分子本身所佔有的容積以後自然得出的結論，因此它具有最簡明的物理結構模型和熱力狀態參數間的變化關係式。實際存在的氣體或多或少地偏離理想氣體，但是通常遇到的溫度比較高、壓力比較低的氣體（如大氣中的空氣、鍋爐煙氣、內燃機和燃氣輪機中的燃氣等）都可以近似地地看作為理想氣體。
理想氣體狀態方程由兩條氣體定律綜合而成：一為玻意耳定律，即在恒定的溫度下，氣體的容積與其壓力成反比；二為蓋－呂薩克定律，即在恒定的壓力下，氣體的容積與其絕對溫度成正比，或在恒定的容積下，氣體的壓力與其絕對溫度成正比。B.P.E.克拉珀龍把這兩條定律綜合起來，得到理想氣體的狀態方程：
ｐ v=RT
式中ｐ、v、T分別代表氣體的壓力、比容和溫度；R稱為氣體常數。R的數值取決於氣體類別，可以根據阿伏加德羅定律計算。這個定律指出，在相同的溫度和壓力下，相同容積的氣體包含有相同的分子個數。因此，同溫同壓下的不同氣體的摩爾容積Μv都具有相同的值(Μ為氣體的摩爾質量)，從而可得理想氣體狀態方程的另一種形式：
ｐ(Μv)=RT
式中R=ΜR=8.3144J/(mol·K)，單位名稱焦耳每摩爾每開爾文，它與氣體類別無關，稱為摩爾氣體常數或通用氣體常數。這種表示形式不再含有取決於氣體種類的任何待定系數，使用方便。
理想氣體的內能（見熱力狀態參數）隻是溫度的函數，它與壓力和比容無關。
理想氣體的定壓比熱容cp與定容比熱容cV之間的關系由梅耶公式確定：cp-cV=R或Μ(cp-cV)=R。若比熱容比γ=cp/cV，則得
