O nome gás vem da palavra caos, que resume de forma clara a principal característica do estado mais simples da matéria.

Um gás é um enxame de partículas em movimento aleatório e caótico, colidindo constantemente umas com as outras e com as paredes de qualquer recipiente. O volume real das partículas é minúsculo comparado com o espaço total que ocupam, e é por isso que os gases enchem qualquer volume disponível e são prontamente comprimidos. As velocidades médias das moléculas de gás são da ordem dos 100s de metros por segundo e colidem umas com as outras milhares de milhões de vezes por segundo. É por isso que os gases se misturam rapidamente e que exercem pressão.

Este movimento constante é facilmente demonstrado através da libertação de uma pequena quantidade de gás odorífero para uma sala. Em segundos, o gás pode ser cheirado em todas as partes da sala. Estas propriedades aplicam-se a líquidos evaporados.

Um volume de qualquer gás à mesma temperatura e pressão contém o mesmo número de moléculas, independentemente do que o gás seja. Isto significa que a medição de gás por volume é muito conveniente. As medições de gás a altas concentrações são em % (volume) e a baixas concentrações partes por milhão, ppm (volume).

Embora gases diferentes tenham densidades diferentes, não se separam totalmente em camadas de acordo com a sua densidade. Os gases pesados tendem a afundar-se e os gases leves tendem a subir, mas o seu movimento constante significa que há uma mistura contínua (ou seja, não se juntam e repelem outros tipos como os líquidos frequentemente fazem).

Assim, numa sala onde há uma fuga de gás natural (metano), o gás tenderá a subir porque é mais leve do que o ar, mas o movimento constante significa que haverá uma concentração considerável ao nível do chão. Isto acontecerá em condições perfeitamente calmas, mas se houver correntes de ar, a mistura será aumentada.

O ar é uma mistura de gases, tipicamente:

Azoto 77,2 %
Oxigénio 20,9
Vapor de água 0,9 % (dependente da temperatura)
Argônio 0,9
Dióxido de Carbono 0,04 % e aumentando a 0,0002% por ano
Outros Gases 0.07 % 0.07

Como a sua composição é razoavelmente constante, o ar com a composição listada acima é normalmente considerado como uma mistura gasosa de base. Medimos os desvios desta mistura que simplifica a medição de gases tóxicos e inflamáveis para aplicações de segurança e saúde.