Madde, üç ana haliyle bilinir: katı, sıvı ve gaz. Gaz hali, maddenin en düşük yoğunluklu ve en akışkan halidir. Gaz maddelerin belirli bir hacmi ya da şekli yoktur; ancak belirli bir kütleleri bulunmaktadır. Maddenin gaz haline geçmesi için belirli koşullardan geçmesi gereklidir. İlk başta katı halde bulunan madde, ısı aldığında sıvı hale geçer. Her katı maddenin sıvı hale geçmesi için gereken ısı miktarı farklıdır. Daha sonra sıvı madde yeterince ısı aldığında gaz hale dönüşür. Bu duruma faz yani safha değişikliği denir.

Sıvı maddeyi oluşturan moleküller veya atomlar birbirini çeker. Sıvı madde ısıtıldığında tanecikler arasındaki çekim kuvveti azalmaya başlar ve sıvıyı oluşturan tanecikler sıvı ortamdan ayrılarak gaz hale dönüşür. Gaz tanecikleri her yöne hareket ederler ve bulundukları kabın şeklini alırlar. Bu özellik sıvılarda da görülür. Ayrıca hava da bir gaz karışımıdır. Hava, azot, karbondioksit, az miktarda asal gazlar ve oksijenden oluşur. Maddenin en zor tanınan hali gazlardır. Gazın yoğunluğu basınç ve sıcaklık ile doğru orantılıdır. Buna rağmen gazın sıcaklığı ve basıncının küçük değişimleri bile hacminde büyük değişikliklere neden olabilir. Tüm gazların sıkışma ve genleşme katsayıları aynıdır, ancak bu özellik sıvı ve katılarda görülmez. Bu yüzden gazlar, maddenin en kolay incelenebilen halidir. Gazın basıncı, gazın taneciklerinin bulunduğu kabın duvarına yaptığı etkiye denir. Örneğin, bir piston içindeki hava sıkıştırıldığında piston geri itilmek istenir ve eski haline getirilir. Bu durum gaz basıncından kaynaklanır. Çevreden yalıtılmış bir gaz, sıkışma katsayısı arttıkça ısınır; sıkıştırılmış gaz ise genleşmeye başladığında soğur. Bu yüzden gaz, taneciklerin ortalama hızını düşürerek basıncını azaltır.

Gaz basıncı, manometre adı verilen bir cihaz ile ölçülür. Gaz basıncını ilk keşfeden kişi, tesadüfen yaptığı bir deneyle Torricelli olmuştur. Gaz basıncı yükseklik arttıkça azalır, düşüldükçe artar. Gaz basıncının birimi atmosferdir. Her gazın kendine özgü bir ağırlığı olmasına rağmen, bu ağırlık gazların birbiriyle her oranda karışmasına engel olmaz. Gazların bulunduğu kabın şeklini alma ve çok akışkan olma özellikleri sayesinde çok ince deliklerden bile geçebilirler. Gazlar, sıvıların çoğunda çözünür. Örneğin, su bir sıvıdır ve suda yaşayan canlılar, sudaki çözünmüş oksijeni kullanarak solunum ihtiyaçlarını giderirler. Bazı sıvılar veya katılar doğrudan gaz hale geçebilir ve buhar çıkarırlar. Bu buhar, aslında o maddenin gaz halidir. Hemen hemen tüm gazlar tekrar sıvı hale geçebilir. Yüksek basınç altında soğutulduklarında sıvılaşırlar. Ancak bu halde uzun süre kalamazlar ve tekrar gaz hale geçmek zorunda kalırlar çünkü bulundukları ortam sıcaktır. Bazı gazlar çok düşük sıcaklıklarda sıvılaşır ve bu gazları mevcut teknik bilgilerle sıvı hale getirmek zordur. Ayrıca çeşitli gazların koku, yanma ve renk özellikleri bulunur.

Gaz miktarını ölçmek için gaz sayaçları kullanılır. Bu sayaçlar, yaş sayaçlar ve kuru sayaçlar olarak ikiye ayrılır. Yaş sayaçlar daha hassastır ancak suyun buharlaşması ve çabuk paslanması gibi sorunlar nedeniyle kullanışlı değildirler. Evlerde genellikle kuru sayaçlar kullanılır. Kuru sayaçlar, körüklü olarak nitelendirilen bir mekanizma ile çalışır. Sayaç, iki bölüme ayrılmıştır ve her bölümünde bir körük bulunur. Gaz, iki bölüme doğru dolarken diğer iki bölümden boşalır. Körüğün hareketi ile sayı aleti de hareket eder. Büyük gazların ölçümü için döner pistonlu gaz sayaçları kullanılır.