気体を構成する分子は熱運動により互いに衝突を繰返しているが、1回の衝突の間に移動する距離が平均自由行程と呼ばれ、それは圧力の低下と共に増大する。このため、気体の圧力を下げるかあるいは流路径を細くすると、分子どうしの衝突よりも管壁と分子間の衝突がしだいに多くなる。この状態の極限では気体と壁との衝突が支配的になり、流れに対する抵抗も粘性流れとは異なる。このような流れ状態を分子流と呼ぶ。