يختص هذا الفرع من الفيزياء بربط الخواص العامة أو الشاملة macroscopic لمجموعة من الجسيمات الدقيقة بالخواص المجهرية microscopic لهذه الجسيمات, فالفيزياء الإحصائية لا تهتم كثيرا بالحركة الانفرادية للجسيمات كلٌ على حدة ولا بالتفاعل الذي يحدث بين هذه الجسيمات وإنما تبحث كبديل عن التصرف الأقوى احتمالا للمجموعة ككل وعن طريق الاحصاء تستطيع التنبؤ بموقع وكمية تحرك أي من الجسيمات (دون التدقيق في هويته) مثلا عند لحظة ما. وحيث أن الفيزياء تشتمل على مجموعات مختلفة في كثير من فروعها وظواهرها فإن الفيزياء الإحصائية تعتبر من أقوى فروع الفيزياء النظرية كما سيتضح فيما بعد ويمكن تطبيقها على أنظمة تقليدية مثل جزئيات غاز في وعاء وكذلك على أنظمة كمية مثل الإلكترونات الحرة في المعادن أو فوتونات داخل صندوق .... وهكذا.