Ideaalikaasu on teoreettinen aine, jota fyysikot käyttävät todennäköisyysteorian analysoinnissa. Ihanteellinen kaasu koostuu molekyyleistä, jotka pomppaavat toisistaan ilman muuta vuorovaikutusta. Molekyylien välillä ei ole vetovoimaa tai vastenmielisyyttä, eikä energiaa menetetä törmäysten aikana. Ihanteellisia kaasuja voidaan kuvata täydellisesti niiden tilavuuden, tiheyden ja lämpötilan perusteella.
Ideaalikaasun tilayhtälö, joka tunnetaan yleisesti nimellä ideaalikaasulaki, on PV = NkT. Yhtälössä N on molekyylien lukumäärä ja k on Boltzmannin vakio, joka on noin 1.4 x 10-23 joulea kelvinia kohti. Yleensä tärkeämpää on, että paine ja tilavuus ovat kääntäen verrannollisia ja jokainen on verrannollinen lämpötilaan. Tämä tarkoittaa esimerkiksi sitä, että jos paine kaksinkertaistetaan, kun lämpötila pidetään vakiona, kaasun tilavuuden on puolittava; jos kaasun tilavuus kaksinkertaistuu, kun paine pidetään vakiona, myös lämpötilan on kaksinkertaistuttava. Useimmissa esimerkeissä kaasun molekyylien lukumäärän katsotaan olevan vakio.
Tämä on tietysti vain arvio. Kaasumolekyylien väliset törmäykset eivät ole täysin joustavia, osa energiasta häviää ja kaasumolekyylien välillä on sähköstaattisia voimia. Mutta useimmissa jokapäiväisissä tilanteissa ideaalikaasulaki lähentää kaasujen todellista käyttäytymistä. Vaikka sitä ei käytetä laskelmien tekemiseen, paineen, tilavuuden ja lämpötilan välisten suhteiden pitäminen mielessä voi auttaa tutkijaa ymmärtämään kaasun käyttäytymisen intuitiivisesti.
Ideaalikaasulaki on usein ensimmäinen yhtälö, jonka ihmiset oppivat, kun he opiskelevat kaasuja fysiikan tai kemian johdantotunnilla. Van der Waalin yhtälö, joka sisältää muutamia pieniä korjauksia ideaalikaasulain perusoletuksiin, opetetaan myös monilla johdantokursseilla. Käytännössä korjaus on kuitenkin niin pieni, että jos ideaalikaasulaki ei ole riittävän tarkka tietylle sovellukselle, myös Van der Waalin yhtälö ei ole riittävän hyvä.
Kuten useimmissa termodynamiikoissa, myös ideaalikaasun oletetaan olevan tasapainotilassa. Tämä olettamus on selvästi väärä, jos paine, tilavuus tai lämpötila muuttuvat; jos nämä muuttujat muuttuvat hitaasti, tila nimeltä kvasistaattinen tasapaino, virhe voi kuitenkin olla hyväksyttävän pieni. Luopuminen oletuksesta lähes staattisesta tasapainosta tarkoittaa termodynamiikan jättämistä taaksepäin tilastollisen fysiikan monimutkaisempaan maailmaan.