ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร ความดัน อุณหภูมิ และจำนวนโมลของแก๊ส อธิบายได้ด้วยกฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎของอาโวกาโดร ความสัมพันธ์เหล่านี้นำไปสู่กฎแก๊สอุดมคติ (PV = nRT) และกฎต่าง ๆ ของแก๊สสามารถอธิบายในระดับอนุภาคได้ด้วยทฤษฎีจลน์ของแก๊ส เมื่อนำแก๊สตั้งแต่ 2 ชนิดที่ไม่ทำปฏิกิริยากันมาผสมกัน ความดันของแก๊สผสมเท่ากับผลรวมของความดันย่อยของแก๊สแต่ละชนิดตามกฎความดันย่อยของดอลตัน โดยความดันย่อยของแก๊สแต่ละชนิดแปรผันตามเศษส่วนโมลของแก๊สที่มีอยู่ในแก๊สผสม แก๊สสามารถแพร่จากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณหนึ่งได้ เนื่องจากโมเลกุลของแก๊สมีพลังงานจลน์และเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในทุกทิศทาง โดยอัตราการแพร่ของแก๊สแปรผกผันกับรากที่สองของมวลต่อโมลของแก๊ส ตามกฎการแพร่ผ่านของเกรแฮม กฎต่าง ๆ ของแก๊สสามารถนำไปใช้อธิบายสมบัติและปรากฏการณ์ที่เกี่ยวกับแก๊ส ตลอดจนประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันและในอุตสาหกรรม

อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีวัดจากการลดลงของสารตั้งต้นหรือการเพิ่มขึ้นของผลิตภัณฑ์ในหน่วยโมลหรือโมลาร์ต่อหนึ่งหน่วยเวลา หารด้วยเลขสัมประสิทธิ์ของสารนั้นในสมการเคมี ซึ่งอาจวัดเป็นอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีเฉลี่ยหรืออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี ณ ขณะหนึ่ง ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นได้เมื่ออนุภาคของสารตั้งต้นชนกันในทิศทางที่เหมาะสมและมีพลังงานจลน์ของอนุภาคที่ชนมากพอตามทฤษฎีการชน เมื่ออนุภาคของสารตั้งต้นชนกันจะมีพลังงานศักย์สูงขึ้นจนถึงสถานะแทรนซิชันตามทฤษฎีสถานะแทรนชิชัน ซึ่งพลังงานก่อกัมมันต์เปรียบเทียบได้จากผลต่างของพลังงานศักย์ที่สถานะแทรนชิชันกับสถานะเริ่มต้น ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีหนึ่ง ๆ คือ ความเข้มข้น พื้นที่ผิวอุณหภูมิ และตัวเร่งปฏิกิริยา ความรู้เกี่ยวกับปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี สามารถนำมาใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันและอุตสาหกรรมต่าง ๆ

การเปลี่ยนแปลงที่ผันกลับได้ในระบบปิด ที่สภาวะสมดุลมีปริมาณสารในระบบคงที่ เนื่องจากมีอัตราการเปลี่ยนแปลงไปข้างหน้าเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงย้อนกลับเกิดขึ้นต่อเนื่องกันตลอดเวลา เรียกว่า สมดุลพลวัต สำหรับสมดุลพลวัตของปฏิกิริยาเคมีที่ผันกลับได้ เรียกว่า สมดุลเคมี ซึ่งเป็นสภาวะที่ความเข้มข้นของสารตั้งตันและผลิตภัณฑ์คงที่ไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลาที่สมดุล ความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์กับสารตั้งต้นมีความสัมพันธ์ที่เป็นค่าคงที่ เรียกว่าค่าคงที่สมดุล ซึ่งเป็นค่าเฉพาะของแต่ละปฏิกิริยา ณ อุณหภูมิหนึ่ง ๆ ค่าคงที่สมดุลสามารถนำมาใช้ในการคำนวณปริมาณของผลิตภัณฑ์หรือสารตั้งต้นที่สมดุลได้ นอกจากนี้ค่าคงที่สมดุลสามารถใช้บ่งบอกว่าปฏิกิริยาดำเนินไปข้างหน้าเกิดเป็นผลิตภัณฑ์ได้มากหรือน้อยเมื่อเทียบกับสารตั้งต้น ค่คงที่สมดุลมีความสัมพันธ์กับเลขสัมประสิทธิ์ในสมการเคมี และค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาหลายขั้นตอน หาได้จากผลคูณของค่คงที่สมดุลของปฏิกิริยาย่อยที่นำสมการเคมีมารวมกันสมดุลเคมีอาจถูกรบกวนได้โดยการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสาร ความดัน หรืออุณหภูมิ ซึ่งปฏิกิริยาเคมีจะปรับตัวไปในทิศทางที่ลดผลของการรบกวนเพื่อเข้าสู่สมดุลอีกครั้งตามหลักของเลอชาเตอลิเอ โดยมีเฉพาะการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ทำให้ค่าคงที่สมดุลเปลี่ยนแปลงหลักการของสมดุลเคมีสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรม และใช้อธิบาย กระบวนการบางอย่างที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตและปรากฏการณ์ธรรมชาติได้