气体分子在空间中快速地进行着无规则的热运动，由于分子间距远大于分子本身的尺寸大小，分子间的空隙极大，分子便像无数漂浮在无穷真空中的乒乓球，快速地无规则地飞行着，突然与某个或某些别的分子碰上了，便改变了方向，朝另一个方向快速地掠去。
由于气体分子的间距大，运动速度快，分子极为自由，因而它除了比液体具有更大的流动性之外，它还有着与固体及液体完全不同的特性——可压缩性。固体及液体的机械特性在气体身上完全失去了，气体变成了摸不着的世界，而且几乎是无孔不入。对某种材料包围着的气体，比如一个容器中用自由活塞密封起来的气体，当我们在塞子上方加上一个砖码或别的重物，即通过活塞对气体施加压力时，气体体积将明显地缩小；而当你将活塞上的砝码移去时，它却因压力减小而自动将活塞往上顶一些位置，体积增加。因而，气体具有极为明显的可压缩性。
也正是由于气体模型的相对简单、气体分子间的相互作用相对微弱甚至可以完全忽略，从古至今，科学家们对气体进行了极为全面深入的研究，并取得了若干突破性的进展，揭示了气体世界的奥妙，以及气体在外环境作用下的种种内在规律。在这当中，气体定律应当说是最为主要的成就。
1802年，盖·吕萨克把自己的精力集中到早已着手研究的问题——气体的热膨胀性质。当时，随着氧、氮等气体发现之后，许多科学家都进行了测定不同气体热膨胀系数的实验，但各种测量却得出了很不一致的结果。
原因何在？勤于思考的盖·吕萨克不断进行实验观察，不断提出各种假设，终于给他找到了问题的症结，原来“这些实验测量之所以不够准确，是由于仪器里面有水”。
他指出：“设一装满空气的球，其中存有几滴水，如果球的温度升到水的沸点的温度，则这几滴水就会化成大于原体积约1800倍的汽，因此，球中的空气，大部分就会被排出。所以，当球中的汽冷凝到小于原体积1800倍时，人们必然把这球中仅存空气的膨胀量估计得过高，因为球在沸点时，只有这种空气充塞它的全部体积。如果球的温度不到沸点的话，这种不准确的原因也仍然存在，……因为在这种情形之下，水还没有完全汽化，但空气将随着温度的上升而吸收越来越多的水汽，从而使该空气的体积，除了因热而增加外，还因吸收这水汽而获得越来越大的增加。”
盖·吕萨克努力使各种实验气体充分干燥，从而得出了气体热膨胀系数的相同数值。他写道：“这些实验是我以最大的细心进行的，它们清楚地表明，大气层中的空气、氧气、氢气、氮气、蒸气、氨气……在相同的温度升高下同样均匀地膨胀，……我能够得出这个结论：一般地说，所有的气体都会以同样的比例发生热膨胀。”
这样，他就得到了著名的盖·吕萨克定律：一定质量的气体，在压强不变的条件下，温度每升高（或降低）1℃，增加（或减小）的体积等于它在0℃时体积的100/26666（现在公认的值为1/273）。换一种方式，盖·吕萨克定律也可以表述为：一定质量气体，在压强不变的条件，温度每升高（或降低）1℃，它的体积便增加其原来数值的a倍，即：V1V2=1+at11+at2式中V1和V2分别表示在压强不变时，定量气体在温度t1和t2时的体积，a称为膨胀系数。盖·吕萨克同时还阐述了另一条定律，它确定了在体积不变时定量气体的压强随温度呈线性变化的关系。后来发现，早在1787年，法国科学家查理已经得到了气体的压强和体积随温度的升高而增大的定律，但没有及时发表他的成果。所以后来就将气体的压强随温度膨胀的定律称为查理定律。