Statistisk mekanik, statistisk termodynamik, är den del av termodynamiken som beskriver fenomen som till exempel temperatur och tryck, utifrån en rent statistisk förklaringsmodell. Den följer ett antagande om att för stora mängder partiklar har partiklar olika energier enligt en viss sannolikhetsfördelning. Under 1800-talet upptäcktes Maxwell-fördelningen: .