Charlesov zakon opisuje razmerje med prostornino in temperaturo plina. Zakon je francoskemu znanstveniku Jacquesu Charlesu pripisal kemik Joseph Louis Gay-Lussac, prav tako iz Francije. Preprosto povedano, če tlak ostane konstanten, je prostornina plina, deljena z njegovo temperaturo, enaka konstanti. Lahko ga razberemo iz enačbe idealnega plina, PV=nRT, kjer je P tlak, V prostornina, n število molov plina, R idealna plinska konstanta in T Kelvinova temperatura. Prepis enačbe, V/T=(nR/P). Ker je P konstanten, je V/T=(konstantno).
Ker je razmerje enako konstanti, V/T=K, lahko novo temperaturo in prostornino za isti plin zapišemo V1/T1=K, kar vodi v V/T= V1/T1. Čeprav to fizikalno razmerje velja za idealni plin, se v resničnem svetu pojavljajo matematične deviacije, saj velikost delcev in interaktivne sile niso bile upoštevane. Kljub temu, če je temperatura visoka in tlak nizek, postane volumen delcev nepomemben. Podobno, ker je tlak nizek, so delci daleč narazen. To zmanjša interakcijo sile med delci, ki se zmanjšuje s kvadratom razdalje, zaradi česar je nepomembna.
Čeprav je Charlesov zakon preprost, pojasnjuje številna vsakdanja opažanja. Kvas v testu oddaja drobne mehurčke ogljikovega dioksida. S peko tega testa se mehurčki razširijo, kar daje lažje in bolj puhasto pecivo. Ogrevanje vode v kotlu proizvaja ekspanzivno paro, ki se uporablja za pogon parnih strojev in ohranja toploto učilnic. Avtomobilski motor, ki ga poganja bencinski motor, gori gorivo in proizvaja ogromno toploto, ki razširi pline iz zgorevanja, da poganjajo bate, ki obračajo ročično gred in poganjajo vozilo.
Charlesov zakon se pokaže tudi, ko človek odpre steklenico ali pločevinko piva ali sode. Vsebniki teh pijač imajo v sebi ogljikov dioksid pod tlakom. Če je pločevinka ali steklenica pijače hladna, odpiranje vrha povzroči zelo majhno ekspanzijo plina. Z isto pijačo pri vroči temperaturi se bo ogljikov dioksid razširil v veliko večji meri. To lahko povzroči, da se del vsebine izstreli iz pločevinke v potrošnika.
Druga preprosta aplikacija, v kateri lahko Charlesov zakon osvetli, je polnjenje balona. Prostornina (V), gostota (D) in masa (M) ustrezajo razmerju D=M/V. Preureditev daje V=M/D. Če to nadomestimo s Charlesovim zakonom V/T=(konstanta), dobimo M/DT=(konstanto). Ta sprememba zakona pravi, da če je balon napolnjen s plinom in se temperatura zniža, se bo gostota povečala. Če balon doseže točko, kjer ima zunanji zrak podobno gostoto kot v notranjosti balona, se balon ne bo več dvignil.