一九世紀半ば、気体は自由に飛び回る分子からなるとの想定のもと、気体運動論の発展が始まった。気体は熱力学に支配され、気体を構成する分子は力学に支配される。本書においてボルツマンは、熱力学と力学とを互いに関係づけるものとして気体運動論を展開する。下巻では、統計力学の理論的な基礎づけも試みられる。