在熱力學和化學工程中，氣液平衡 (VLE) 描述了化學物質在氣相和液相之間的分布。

蒸氣與其液體接觸時的濃度，尤其是處于平衡狀態時，通常用蒸氣壓表示，如果存在任何其他氣體，則蒸氣壓將是分壓（總氣體壓力的一部分） 汽。 液體的平衡蒸氣壓通常強烈依賴于溫度。 在氣液平衡時，具有特定濃度的單個成分的液體將具有平衡蒸氣，其中蒸氣成分的濃度或分壓具有取決于所有液體成分濃度和溫度的特定值。 反之亦然：如果具有特定濃度或分壓的組分的蒸汽與其液體處于汽液平衡，則液體中的組分濃度將取決于蒸汽濃度和溫度。 各組分在液相中的平衡濃度往往與其在氣相中的濃度（或蒸氣壓）不同，但有一定的關系。 VLE濃度數據可以通過實驗確定或借助拉烏爾定律、道爾頓定律和亨利定律等理論來近似確定。

這種汽液平衡信息可用于設計蒸餾塔，尤其是分餾塔，這是化學工程師的一個特殊專長。 蒸餾是一種通過沸騰（汽化）然后冷凝來分離或部分分離混合物中組分的過程。 蒸餾利用了液相和氣相中組分濃度的差異。

在包含兩種或多種成分的混合物中，每種成分的濃度通常以摩爾分數表示。 特定相（氣相或液相）中混合物的給定組分的摩爾分數是該相中該組分的摩爾數除以該相中所有組分的總摩爾數。

二元混合物是具有兩種成分的混合物。 三組分混合物稱為三元混合物。 對于包含更多組分的混合物，可能會有 VLE 數據，但此類數據通常很難以圖形方式顯示。 VLE 數據是總壓力的函數，例如 1 atm 或過程進行時的壓力。

當達到一定溫度時，液體組分的平衡蒸氣壓之和等于系統的總壓力（否則更小），然后從液體中產生的蒸氣泡開始置換維持該系統的氣體 總壓力，據說混合物沸騰了。 該溫度稱為給定壓力下液體混合物的沸點。 （假設通過調整系統的總體積以適應伴隨沸騰的特定體積變化，總壓力保持穩定。）總壓力為 1 atm 時的沸點稱為液體混合物的正常沸點 .

熱力學領域描述了汽液平衡何時可能及其性質。 大部分分析取決于蒸汽和液體是否由單一成分組成，或者它們是否為混合物。

如果液體和蒸汽是純凈的，因為它們僅由一種分子成分組成且不含雜質，

換句話說，當兩相處于平衡狀態時，它們的溫度、壓力和摩爾吉布斯自由能是相同的。

一種等效的、更常用的表達純系統中氣液平衡條件的方法是使用逸度的概念。