Pojem "skutečné plyny" se mezi chemiky a fyziky používá k označení takových plynů, jejichž vlastnosti nejvíce přímo závisí na jejich mezimolekulární interakci. I když v každé specializované příručce se lze dočíst, že jeden mol těchto látek za normálních podmínek a v ustáleném stavu zabírá objem přibližně 22,41108 litrů. Takové tvrzení platí pouze pro tzv. „ideální“plyny, na které v souladu s Clapeyronovou rovnicí nepůsobí síly vzájemného přitahování a odpuzování molekul a objem, který molekuly zaujímají, je zanedbatelná hodnota..
Samozřejmě, že takové látky v přírodě neexistují, takže všechny tyto argumenty a výpočty jsou čistě teoretické. Ale skutečné plyny, které se v té či oné míře odchylují od zákonů ideality, se vyskytují neustále. Mezi molekulami takových látek jsou vždy síly vzájemné přitažlivosti, což znamená, že jejich objem je poněkud odlišnýodvozený dokonalý model. Navíc všechny skutečné plyny mají různé stupně odchylky od ideálu.
Je zde však velmi jasný trend: čím více se bod varu látky blíží nule stupňů Celsia, tím více se bude tato sloučenina lišit od ideálního modelu. Stavovou rovnici pro skutečný plyn, kterou vlastnil nizozemský fyzik Johannes Diederik van der Waals, odvodil v roce 1873. Tento vzorec, který má tvar (p + n2a/V2) (V – nb)=nRT, byl porovnán s Clapeyronova rovnice (pV=nRT), určená experimentálně. První z nich zohledňuje síly molekulární interakce, které jsou ovlivněny nejen typem plynu, ale také jeho objemem, hustotou a tlakem. Druhý dodatek určuje molekulovou hmotnost látky.
Tyto úpravy získávají nejvýznamnější roli při vysokém tlaku plynu. Například pro dusík při indikátoru 80 atm. výpočty se budou od ideálu lišit asi o pět procent a se zvýšením tlaku na čtyři sta atmosfér už rozdíl dosáhne sta procent. Z toho vyplývá, že zákony modelu ideálního plynu jsou velmi přibližné. Odchylka od nich je jak kvantitativní, tak kvalitativní. První se projevuje v tom, že Clapeyronova rovnice je dodržována pro všechny reálné plynné látky velmi přibližně. Kvalitativní odchylky jsou mnohem hlubší.
Skutečné plyny lze snadno přeměnit ado kapaliny a do pevného stavu agregace, což by bylo nemožné, kdyby přísně dodržovali Clapeyronovu rovnici. Mezimolekulární síly působící na takové látky vedou ke vzniku různých chemických sloučenin. Opět to není možné v teoretickém systému ideálního plynu. Takto vzniklé vazby se nazývají chemické nebo valenční vazby. V případě, že dojde k ionizaci skutečného plynu, začnou se v něm objevovat coulombovské přitažlivé síly, které určují chování např. plazmatu, což je kvazineutrální ionizovaná látka. To je důležité zejména ve světle skutečnosti, že fyzika plazmatu je dnes rozsáhlou, rychle se rozvíjející vědeckou disciplínou, která má extrémně široké uplatnění v astrofyzice, teorii šíření signálu rádiových vln a problému řízených jaderných a termonukleárních reakcí.
Chemické vazby v reálných plynech se svou podstatou prakticky neliší od molekulárních sil. Jak tyto, tak i další jsou vesměs redukovány na elektrickou interakci mezi elementárními náboji, z nichž je postavena celá atomová a molekulární struktura hmoty. Plné pochopení molekulárních a chemických sil však bylo možné až s příchodem kvantové mechaniky.
Stojí za to uznat, že ne každý stav hmoty kompatibilní s rovnicí holandského fyzika lze implementovat v praxi. To vyžaduje také faktor jejich termodynamické stability. Jednou z důležitých podmínek pro takovou stabilitu látky je, že vV rovnici izotermického tlaku je třeba striktně dodržet tendenci ke snižování celkového objemu tělesa. Jinými slovy, jak se hodnota V zvyšuje, všechny izotermy skutečného plynu musí neustále klesat. Mezitím jsou na van der Waalsových izotermických grafech pozorovány stoupající úseky pod značkou kritické teploty. Body ležící v takových zónách odpovídají nestabilnímu stavu hmoty, který nelze v praxi realizovat.
