早在二千多年前，中国古代和古希腊的一些学者就曾提出过物质是由原子组成的假说。认为万物都是由原子组成的，不同的原子组成了世界上不同的物质，而且原子是在不停地运动着。虽然这些仅是一些哲学主张，但它也影响了的后来的分子运动论的发展。
17世纪，随着近代自然科学的诞生，古代原子论的思想又得到复兴，热与物体内部粒子的运动问题也被提了出来。1658年，法国学者伽森第提出物质是由分子构成的假设，假想分子是硬粒子，能向各个方向运动，使它们以不同形式进行结合并表现出不同的特征。他用这个假说进一步解释了固、液、气三种聚集态。他认为在固体内部，硬粒子结合得很紧密，粒子之间强大的力使它们保持着确定的规则排列；在液体内部，相距较近的粒子之间的力使它们不易分散开来；在气体中，相距很远的粒子之间不存在相互作用力，各个粒子作自由运动。
1678年胡克提出，空气是由大量快速运动的粒子组成的，它们对器壁的频繁碰撞，形成了空气对器壁的压力和压强。
瑞士物理学家伯努利在1738年出版的《流体动力学》一书中进一步发展了这种学说。他从胡克的基本假设出发导出了压强与所占体积成反比的玻意耳定律，并且根据这个推导结果指出，这个定律在必须考虑分子本身所占体积的情形下，是需要修正的。这一结果第一次显示了分子运动假说的优越性。伯努利还讨论了气体压强随温度的变化，他说：“气体的压强不仅随体积的减小而增大，而且随温度的升高而增大。
正如人们所熟知的，热随着内部粒子运动的加剧而增强。因此，任何体积固定的气体的压强的增大都意味着气体粒子的更剧烈的运动。”伯努利还指出，在体积不变的情况下，压强将正比于粒子速度的平方而变化，这是因为随着速度的增加，碰撞的次数和强度都同样地增加。俄国学者罗蒙诺索夫在1746年发表的《关于热和冷原因的思索》和1748年发表的《试拟建立空气弹力的理论》两篇论文中，明确提出热是分子运动的表现，在讨论气体的一些性质时，提出了气体分子运动时无规则的这个重要思想，还肯定了动量守恒原理在分子运动中的正确性。
尽管以上有许多真知灼见，但由于当时“热质说”占统治地位。热是运动的表现的观点，没有被公认，因而建立在分子无规则运动基础上的分子运动论，没有引起人们的注意，也没能得到很快的发展。
