Kinetička teorija je znanstvena teorija o prirodi plinova. Teorija ima mnogo naziva, uključujući kinetičku teoriju plinova, kinetičko-molekularnu teoriju, teoriju sudara i kinetičko-molekularnu teoriju plinova. Objašnjava vidljiva i mjerljiva, također nazvana makroskopska, svojstva plinova u smislu njihovog molekularnog sastava i aktivnosti. Dok je Isaac Newton teoretizirao da je tlak plina posljedica statičkog odbijanja između molekula, kinetička teorija drži da je tlak rezultat sudara između molekula.
Kinetička teorija postavlja brojne pretpostavke o plinovima. Prvo, plin je napravljen od vrlo malih čestica, od kojih svaka ima masu različitu od nule, koje se neprestano kreću na slučajan način. Broj molekula u uzorku plina mora biti dovoljno velik za statističku usporedbu.
Kinetička teorija pretpostavlja da su molekule plina savršeno sferne i elastične, te da su njihovi sudari sa stijenkama spremnika također elastični, što znači da ne rezultiraju nikakvom promjenom brzine. Ukupni volumen molekula plina je zanemariv u usporedbi s ukupnim volumenom njihove posude, što znači da između molekula ima dovoljno prostora. Osim toga, vrijeme tijekom sudara molekule plina sa stijenkom spremnika zanemarivo je u odnosu na vrijeme između sudara s drugim molekulama. Teorija se dalje oslanja na pretpostavku da su svi relativistički ili kvantno-mehanički učinci zanemarivi, te da su svi učinci čestica plina jedni na druge zanemarivi, s iznimkom sile koju djeluju sudari. Temperatura je jedini čimbenik koji utječe na prosječnu kinetičku energiju, ili energiju zbog gibanja, čestica plina.
Ove se pretpostavke moraju zadržati kako bi jednadžbe kinetičke teorije funkcionirale. Plin koji ispunjava sve ove pretpostavke je pojednostavljeni teorijski entitet poznat kao idealan plin. Stvarni plinovi obično se ponašaju dovoljno slično kao idealni plinovi da bi kinetičke jednadžbe bile korisne, ali model nije savršeno točan.
Kinetička teorija definira tlak kao silu koju djeluju molekule plina dok se sudaraju sa stijenkom spremnika. Tlak se izračunava kao sila po površini, ili P = F/A. Sila je umnožak broja molekula plina, N, mase svake molekule, m, i kvadrata njihove prosječne brzine, v2rms, sve podijeljeno s trostrukom duljinom posude, 3l. Stoga imamo sljedeću jednadžbu za silu: F = Nmv2rms/3l. Skraćenica, rms, označava srednji kvadrat, prosjek brzine svih čestica.
Jednadžba za tlak je P = Nmv2rms/3Al. Budući da je površina pomnožena s duljinom jednaka volumenu, V, ova se jednadžba može pojednostaviti kao P = Nmv2rms/3V. Umnožak tlaka i volumena, PV, jednak je dvije trećine ukupne kinetičke energije, ili K, što omogućuje izvođenje makroskopskih svojstava iz mikroskopskih.
Važan dio kinetičke teorije je da kinetička energija varira izravno proporcionalno apsolutnoj temperaturi plina. Kinetička energija jednaka je umnošku apsolutne temperature, T, i Boltzmanove konstante, kB, pomnoženoj s 3/2; K = 3TkB/2. Stoga, kad god se temperatura poveća, kinetička energija se povećava, a nikakvi drugi čimbenici nemaju utjecaja na kinetičku energiju.