気体を構成する粒子の運動する速さは，全ての粒子で同じなのではなく，あるばらつきをもっている。粒子どうしが（衝突などの）相互作用をして平衡状態にあるとき，速さの分布は正規分布になり（熱的粒子），速さのばらつきの幅（標準偏差）は気体の温度として定義される。正規分布にある気体の一部の粒子が選択的に加速されたり，速い粒子が他の場所から飛び込んでくると，粒子の速さの分布には正規分布から外れている成分があらわれる。これを非熱的粒子とよぶ。