El nombre de gas proviene de la palabra caos, que resume perfectamente la característica principal del estado más simple de la materia.

Un gas es un enjambre de partículas que se mueven de forma aleatoria y caótica, chocando constantemente entre sí y con las paredes de cualquier recipiente. El volumen real de las partículas es ínfimo comparado con el espacio total que ocupan, y por eso los gases llenan cualquier volumen disponible y se comprimen fácilmente. Las velocidades medias de las moléculas de los gases son del orden de cientos de metros por segundo y chocan entre sí miles de millones de veces por segundo. Por eso los gases se mezclan rápidamente y ejercen presión.

Este movimiento constante se demuestra fácilmente liberando una pequeña cantidad de gas oloroso en una habitación. En cuestión de segundos, el gas se puede oler en todas las partes de la habitación. Estas propiedades se aplican a los líquidos evaporados.

Un volumen de cualquier gas a la misma temperatura y presión contiene el mismo número de moléculas, independientemente de cuál sea el gas. Esto significa que la medición de gases por volumen es muy conveniente. Las mediciones de gas a altas concentraciones se realizan en % (volumen) y a bajas concentraciones en partes por millón, ppm (volumen).

Aunque los distintos gases tienen densidades diferentes, no se separan totalmente en capas según su densidad. Los gases pesados tienden a hundirse y los ligeros a subir, pero su movimiento constante hace que haya una mezcla continua (es decir, no se juntan y repelen a otros tipos como suelen hacer los líquidos).

Así, en una habitación en la que hay una fuga de gas natural (metano), el gas tenderá a subir porque es más ligero que el aire, pero el movimiento constante significa que habrá una concentración considerable a nivel del suelo. Esto ocurrirá en condiciones de perfecta quietud, pero si hay corrientes de aire, la mezcla aumentará.

El aire es una mezcla de gases, normalmente:

Nitrógeno 77,2 %
Oxígeno 20,9%.
Vapor de agua 0,9 % (depende de la temperatura)
Argón 0,9%.
Dióxido de carbono 0,04% y aumentando a un 0,0002% por año
Otros gases 0,07%.

Dado que su composición es razonablemente constante, el aire con la composición indicada anteriormente suele considerarse como una mezcla de gases de referencia. Medimos las desviaciones de esta mezcla, lo que simplifica la medición de gases tóxicos e inflamables para aplicaciones de seguridad y salud.