Molekulyar fizika və termodinamika fizikanın-cisimlərin xüsusiyyətlərinin onların quruluşundan, hissəcikləri arasında qarşılıqlı təsirdən və hissəciklərinin hərəkət xarakterindən asılılığını öyrənən hissəsidir. Mikroskopik sistemin fiziki məxsusiyyətlərini öyrənmək üçün iki keyfiyyətcə fərqli və bir-birini tamamlayan statistik və termodinamik üsullardan istifadə olunur.

Statistik üsul - Çox sayda hissəcikdən ibarət sistemi tədqiq etmək üçün statistik qanunauyğunluqlara əsaslanan və bütün sistemi xarakterizə edən fiziki kəmiyyətlərin orta qiymətlərinə əsaslanan tədqiqat üsuludur. Bu üsul molekulyar fizikanın əsasını təşkil edir. Molekulyar fizika fizikanın maddələrin quruluşu və xüsusiyyətlərini molekulyar kinetik nəzəriyyəyə əsaslanıb öyrənən hissəsidir. Molekulyar kinetik nəzəriyyə bütün cisimlərin xaotik hərəkət edən atom, molekul və ya ionlardan ibarət olmasına əsaslanır.

Termodinamik üsul-Çox saylı hissəcikdən ibarət sistemi onu tam halda öyrənən tədqiqat üsuludur. Bu üsul termodinamikanın əsasını təşkil edir. Termodinamika fizikanın termodinamik tarazlıqda olan hallarda xüsusiyyətlərini və bu hallar arasında keçid proseslərini öyrənən hissəsidir.

Termodinamik sistem bir-biri ilə qarşılıqlı təsirdə, enerji mübadiləsində olan və başqa cisimlərlə enerji mübadiləsi edən cisimlər toplusudur. Kənar cisimlər ilə nə maddə, nə enerji mübadiləsində olmayan termodinamiki sistem qapalı sistem adlanır. Termodinamika üsulunun əsasında termodinamiki sistemin halını xarakterizə etmək durur. Termodinamik sistemin halı termodinamik parametrlərlə verilir. Termodinamik parametrlər termodinamik sistemin xüsusiyyətlərini xarakterizə edən fiziki kəmiyyətlər toplusudur. Adətən, hal parametrləri kimi temperatur, təzyiq və həcm götürülür. Sistemin parametrləri dəyişə bilər. Termodinamik sistemin istənilən dəyişikliyi onun parametrlərinin heç olmasa birinin dəyişikliyi ilə müşahidə olunursa, bu termodinamik proses adlanır. Verilmiş sistem üçün xarici şərait və zaman dəyişdikcə sistemin halı dəyişmirsə, bu sistem termodinamik tarazlıqdadır.

Temperatur termodinamik tarazlıq halında makroskopik sistemin halını xarakterizə edən və cisimlər arasında istilik mübadiləsi istiqamətini təyin edən fiziki kəmiyyətdir.

Temperatur fizikada əsas rol oynayan parametrlərdən biridir. Müasir zamanda iki müxtəlif temperatur şkalasından istifadə olunur:

1. Beynəlxalq təcrübi temperatur şkalası (Selsi şkalası). Bu şkala suyun 1,013×10⁵ Pa təzyiqdə qaynaması (100 C⁰) və donması (0 C⁰) kimi iki reper nöqtəsinə görə dərəcələnib.

2. Termodinamik temperatur şkalası (Kelvin şkalası). Termodinamik temperatur şkalası bir reper nöqtəyə - suyun üç qat nöqtəsinə görə dərəcələnib. Bu nöqtədə 609 Pa təzyiqdə buz, su və doymuş buxar termodinamik tarazlıqda olur. Üçqat nöqtənin temperaturu Kelvin şkalasına görə 273.16 K-ə bərabərdir. T = 0 K Kelvin sıfırı adlanır. Termodinamik temperatur (T ) və beynəlxalq təcrübi temperatur (t ) şkalaları arasında T = 273,15 + t ifadəsi ilə əlaqəlidirlər.