Распределение Больцмана важно для изучения распределения частиц в системах с переменным числом частиц, потому что оно показывает, что состояния с более низкой энергией всегда имеют более высокую вероятность быть занятыми, чем состояния с более высокой энергией. 13

Также распределение Больцмана даёт количественное соотношение между вероятностями того, что два состояния заняты. 1

Кроме того, это уравнение имеет важное значение в спектроскопии, где наблюдают спектральные линии атомов или молекул, связанные с переходами из одного состояния в другое. 3 Чтобы переход был возможен, в первом состоянии должны быть частицы, способные совершить этот переход. 3 Выполняется ли это условие, можно понять, найдя долю частиц в первом состоянии. 3