La collision entre deux molécules de gaz ou boules de billard peut être approchée comme des collisions élastiques. Les collisions élastiques sont des échanges d'énergie cinétique entre deux corps ayant des référentiels différents dans lesquels l'énergie cinétique totale des deux corps après collision est égale à l'énergie avant collision.
Les collisions élastiques ne se produisent que lorsqu'il n'y a aucune forme de conversion d'énergie. L'énergie cinétique échangée entre les corps en collision ou transmise par le corps en mouvement au corps fixe, sans aucune autre forme, est produite. Les boules de billard qui entrent en collision perdent de l'énergie à cause de la friction avec la surface à l'approche et du son, de la chaleur et de la compression à l'impact. Les grandeurs d'énergie par rapport à l'énergie cinétique totale sont extrêmement faibles et peuvent être ignorées en principe, permettant à l'approximation de la collision entre les billes de tendre vers le cas parfaitement élastique pour plus de simplicité.
Pour les particules en collision extrêmement petites, ces énergies d'échange ne peuvent être ignorées. Lors de l'approche, l'énergie cinétique de deux molécules de gaz en collision est convertie en énergie potentielle répulsive résultant de leurs interactions de dispersion et columbiques. Cette répulsion est ensuite reconvertie en énergie cinétique, avec une certaine perte de moment linéaire sous forme de moment angulaire. Les collisions entre atomes ou particules subatomiques sont parfaitement élastiques, car les énergies linéaire et angulaire sont conservées dans chaque collision.
