Mișcarea aleatorie, cunoscută și sub denumirea de mișcare browniană, este mișcarea haotică și haphazardă a atomilor și a moleculelor. Mișcarea aleatorie este o calitate a moleculelor lichide și mai ales a gazelor descrise de teoria cinetică. Botanistul Robert Brown a observat pentru prima dată acest fenomen în 1827, iar Albert Einstein a continuat studiul lui Brown despre mișcarea apei și a moleculelor de polen. Teoria sa a ajutat să dovedească definitiv existența atomilor.
Moleculele de lichide și gaze, spre deosebire de substanțele solide, nu rămân într-o poziție fixă. Solidii au cea mai mică cantitate de energie din cele trei stări ale materiei și, prin urmare, moleculele lor vibrează doar ușor. Moleculele din lichide au mai multă energie și se mișcă reciproc în ordine aleatorie. Gazele au cea mai mare energie cinetică; moleculele lor sunt aranjate foarte departe și se deplasează rapid în toate direcțiile, ocazional chiar și să se răstoarne unul de celălalt. Această diferență de mișcare între substanțele solide și lichide și gazele este cel mai bine ilustrată prin punerea moleculelor într-un recipient etanș. Un solid nu schimba forma, dar un lichid curge pentru a prelua forma containerului. Deoarece moleculele unui gaz sunt în mișcare aleatorie constantă, gazul se extinde până la marginea containerului și îl umple complet.
