Η στατιστική φυσική είναι η θεωρία, που μας επιτρέπει να περιγράψουμε τις μακροσκοπικές ή τις θερμοδυναμικές ιδιότητες των υλικών, λαμβάνοντας υπ΄όψη τα μικροσκοπικά σωματίδια από τα οποία αποτελουνται, είτε με την κλασσική είτε με την κβαντική συμπεριφορά τους. Μας δίνει την δυνατότητα της μικροσκοπικής κατανόησης, των νομων της θερμοδυναμικής καθως και της συμπεριφοράς της θερμοχωρητικότητας των στερεών, των μαγνητικών ιδιοτήτων τους, των ηλεκτρονικών ιδιοτήτων των μετάλλων, της υπερρευστότητας υλικών, του ιδανικού αερίου και της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Όλες αυτές οι διαφορετικές εφαρμογές στην φυσική αναλύονται (μελετώνται) στην διάρκεια του μαθήματος.