Статистический метод описания состояний макроскопических тел (термодинамических систем) основывается на определении статистических закономерностей случайного (теплового) движения отдельных микрочастиц тела. Несмотря на то, что переменные (координаты и скорости), описывающие движение отдельных взаимодействующих между собой микрочастиц тела (атомов и молекул), изменяются случайным образом, и предсказать их значения в следующий момент времени не представляется возможным, изменение их средних значений происходит закономерно. Аналогичным закономерным образом изменяются и средние значения любых функций от переменных движения, таких, например, как квадрат или модуль скорости поступательного движения молекулы.

Наблюдаемые параметры термодинамической системы (температура, давление и т.д.) определяются как средние значения функций от переменных движения микрочастиц. Разработкой методов определения свойств макроскопических тел через параметры движения и взаимодействия микрочастиц, из которых эти тела состоят, занимается статистическая физика.

В этой главе будут рассмотрен один из разделов статистической физики, посвященный построению описания равновесных состояний и, соответственно, равновесных процессов. Описанием процессов, возникающих при нарушении равновесия, в частности процессов переноса в газах, занимается физическая кинетика, краткое представление о которой будет дано в шестой главе.