气体分子的平均自由程是由气体分子相继两次碰撞间所走路程的平均值。在气体分子的
碰撞理论的刚球模型中，认为分子只在碰撞的一刹那发生
相互作用，而在其他时间内，分子作直线运动。
由于气体分子的数目很大，碰撞频繁，运动的变化剧烈，故其自由程只有统计意义。以速率运动的分子,在d时间内走过υd的路程，受到碰撞的可几次数是d,是碰撞频率。一个分子相继两次碰撞的时间为。自由程(υ)为
标准状态下，空气分子的有效直径为 3.5×10-10m，
平均分子量为29，利用上述公式算出其平均自由程为=6.9×10m。可见,在标准状态下，空气分子的平均自由程约为其有效直径的200倍。