当考虑外在力场作用于理想气体时，若外在力场仅为重力场，则对单一气体而言，波兹曼分布中任一热平衡状态的机率需由分子的动能加上位能的影响来描述。经由配分函数的运算，若对一等温的大气而言，压力的分布可写为高度的函数P=P0exp(-mgz/kT)其中，P0为海平面压力；m为分子质量；g为重力加速度；z为高度；k为波兹曼常数；T为绝对温度。此式即称为大气压公式。又此式方可由巨观的力平衡式推导而得，在一般基本的流体力学均表为P=P0exp(-gz/RT)其中，R为气体常数，亦为k/m。