気体中の分子や銀河内の恒星など、系の構成要素の速度空間における分布を表す関数。速度分布関数を $f(v)$ としたとき、速度が$v$ から $v+dv$ の範囲にある構成要素（分子）の個数は $dN=f(v)dv$ となる。マクスウェル-ボルツマン分布は熱平衡にある分子ガスの速度分布関数である。