分子動力學理論是微觀力學理論，用分子動力學理論解釋物質的宏觀熱性質。 它基于兩個基本概念：一是分子是由大量分子和原子組成的；二是分子是由大量分子和原子組成的。 二是熱現象都是分子不規則運動的表現。
酒香不怕巷子深； 晚風吹過開滿油菜花的田野，茶香飄來，人們之所以還能聞到香氣，古埃及學者德謨克利特早已解釋過。 可見，粒子論的思想早在古埃及就已經萌芽。
17世紀，當加森迪提出物質是由分子組成時，分子運動學理論迅速流行，隨后逐漸形成了運動學的概念分子熱運動定義和應用，一些力學現象可以得到定性的解釋。 但由于熱質理論的繁榮，直到19世紀初，分子動力學理論的發展都非常順利。
1716年，法國人赫爾曼首先提出了與熱作為一種運動的確定的數值關系。 1729年，英國物理學家歐拉在發展笛卡爾理論的基礎上引入了狀態多項式，第一個逼近二氧化碳分子的真實動力學理論。 另一位數學家 D. 于 1738 年根據分子運動推導出了比波義耳定理更普遍的浮力公式。
隨后，1746年至1748年間，俄羅斯的羅蒙諾索夫在論文中相繼論證了熱的本質運動、討論了氨的性質、探索了二氧化碳分子無規運動的思想。 此外，加拿大的德魯克和利薩奇、美國的Wesco Wiki（提出分子力模型）也瞄準了分子動力學理論的研究。
19世紀上半葉，分子動力學理論繼續發展。 1816年，美國施拉帕提出體溫取決于分子速度的觀點； 1846年，愛爾蘭沃特斯頓提出分子熱運動定義和應用，對于混合二氧化碳中無環比重的二氧化碳，所有分子的mv平均值應相同，這是近似平均能量除法原理的最早表述。 焦耳在演講手稿中還指出，熱是分子運動的動能或分子間相互作用的能量。
隨著熱質量理論的落后，分子動力學理論取代了它，這為分子動力學理論的復興和發展提供了良好的契機。 人們普遍將分子動力學理論的復興歸功于美國物理學家克萊尼格，他在1856年構造熱力學第一定理后不久發表了題為《氣體理論的特征》的論文，受到科學界的好評。 廣泛的興趣也促使克勞修斯和麥克斯韋進一步發展該理論。
事實上，克萊尼格的工作可以說是早期分子動力學理論的終結。 到他為止，分子動力學理論大部分還停留在定性方面。 對于分子速度和分子間斥力的統計，克勞修斯和麥克斯韋的研究才是分子動力學理論的真正基礎。
后來，法國化學家范德瓦爾斯繼承和發展了波義耳、伯努利、克勞修斯等人的研究成果，并于1873年推出了著名的物態多項式-----范德瓦爾斯斯坦多項式。
范德瓦斯
統計數學的創立
十九世紀初，經過物理學家阿德倫、高斯等人的努力，概率論得到發展。 1955年，麥克斯韋注意到木星衛星環的質量分布，但由于問題過于復雜而放棄了。 直到1958年，讀到克勞修斯關于平均距離的論文后，他受到極大的鼓舞，重新燃起了概率論的運用。 相信，并堅持分子運動理論可以通過概率論得到更全面的論證。
在當時的背景下，科學家主張用經典熱力學來描述分子運動，但麥克斯韋仍然堅持自己的判斷。 接下來的幾年他繼續研究，終于通過概率論推導出了比率分布的規律。 隨后，邁克爾遜、斯特恩和庫什等人。 先后做了實驗來驗證速率分布規律。
麥克斯韋速率分布定律發表后，另一位法國著名化學家玻爾茲曼也對分子運動理論做出了重大貢獻。 通過研究，他推導出玻爾茲曼分布和H定律，同時給出了熱力學第二定理的統計解釋。
玻爾茲曼
后來，哈佛大學物理化學系主任吉布斯發展了麥克斯韋和玻爾茲曼的統計思想，構造了一系列熱力學函數之間的熱力學多項式，使熱力學發展成為嚴謹而方便的普適理論。
同時，吉布斯還提出發展統計平均、統計漲落和統計相似性三種方法，構建了一套理論體系，進而完成了熱力學和分子動力學理論的理論綜合。
吉布斯