Caso haja certa quantidade de gás em um recipiente, veremos que ela sofre transformação de estado quando pelo menos duas variáveis de estado são modificadas. Sendo assim, é impossível mudar apenas uma variável. Portanto, quando ocorrer a variação de uma das grandezas, certamente outra variável sofrerá variação.
Uma transformação gasosa onde variam a pressão p e o volume V, e a temperatura T permanece constante, é chamada de transformação isotérmica. Como T se mantém constante,
Assim, essa lei pode ser expressa matematicamente por:
Em que p é a pressão do gás, V é o volume e K é uma constante que depende da massa, da temperatura e da natureza do gás. Assim, se certa massa de gás ideal for mantida a uma temperatura constante T, verifica-se que, se o volume for reduzido de um valor inicial V1 para um valor final V2, a pressão aumenta do inicial P1 para o valor final P2, em uma proporção inversa. No diagrama da pressão (p) versus volume (V), a representação gráfica da Lei de Boyle é um ramo de hipérbole. Veja a figura abaixo.
Para cada valor de temperatura absoluta do gás obtemos uma hipérbole diferente. Quanto maior a temperatura, mais afastada da origem dos eixos encontra-se a hipérbole. Robert Boyle foi um físico e químico irlandês que estabeleceu que:
Sob temperatura constante, a pressão de um gás ideal é inversamente proporcional ao seu volume.