Молекулярна фізика - розділ курсу загальної фізики, в якому вивчаються макроскопічні властивості речовини, обумовлені його молекулярною будовою, характером руху молекул і силами, що діють між ними.
В основі молекулярної фізики лежить, встановлене на досвіді, твердження: в якому б стані не знаходилася речовина (твердому, рідкому, газоподібному), складові його молекули знаходяться в безперервному хаотичному (непередбачуваному) русі, яке називають тепловим. Хоча рух будь-молекули речовини підпорядковується законам механіки, описати рух кожної молекули з великою сукупності (наприклад, в 1м 3 повітря при нормальних умовах знаходиться 2,7 × 10 25 молекул) практично неможливо. У зв'язку з цими труднощами в молекулярної фізики розроблено два взаємно доповнюють один одного теоретичних методу - статистичний і термодинамічний.
У статистичному методі приймається, що мікроскопічні величини, що характеризують рух молекули (наприклад, її імпульс в даний момент часу) є непередбачуваними, випадковими. Для побудови теорії створюється гіпотетична модель механізму молекулярного руху і просторової будови речовини. Потім в цій моделі розробляються методи знаходження щільності ймовірностей тих чи інших значень мікроскопічних величин, знаючи які обчислюють середні значення цих величин (середню швидкість руху молекули, її середню кінетичну енергію, середню довжину вільного пробігу і т. П.). Після цього встановлюється зв'язок отриманих середніх значень з макроскопічними характеристиками речовини такими як тиск, температура і т. П.
Термодинамічний метод дослідження речовини, на відміну від статистичного, не вводить в розгляд будь-які модельні уявлення про атомно-молекулярному будові тіла. А ставить своїм завданням встановлення залежності між безпосередньо спостерігаються макроскопическими (вимірюваними в досвіді) величинами, такими, як тиск, температура, об'єм, концентрація, напруженість електричного або магнітного поля і т. П. Термодинаміка, як теоретична дисципліна, будується на трьох фундаментальних засадах ( аксіомах), встановлених на підставі величезного досвідченого знання, що відноситься до поведінки макроскопічних систем. Внаслідок цього висновки термодинаміки мають досить загальний характер, незалежний від вибору гіпотетичної моделі структури речовини, незалежно від характеру руху молекул, взаємодії між ними. Тоді як висновки статистичної теорії істотно залежать від вибору цієї гіпотетичної моделі. Недоліком термодинамічної методу є неможливість за допомогою його розкрити молекулярну сутність досліджуваних явищ. Термодинаміка нічого не говорить про механізм відбуваються в речовині явищ, а тільки встановлює зв'язок між макроскопічними характеристиками речовини. Тому в даний час в молекулярної фізики розробляються обидва підходи в дослідженні макроскопічних властивостей речовини статистичний і термодинамічний. Ці дослідження взаємно доповнюють один одного, так як у них один і той же об'єкт дослідження система, що складається з багатьох молекул.