自由程是物理学中的重要概念，指粒子在两次碰撞间运动的直线路程。这一概念广泛应用于气体分子运动、热学输运现象及宇宙学研究中。

自由程在物理学中有多重定义。在气体分子动力学中，自由程指分子与其他分子相继两次碰撞间经过的直线路程。个别分子的自由程时长时短，但大量分子的自由程遵循确定的统计规律，其平均值称为平均自由程。在宇宙学中，自由程的概念也有应用，例如在大爆炸后约37万年，光子与中性原子的相互作用极小，光子的平均自由程几乎变为无限，使得宇宙变得透明。在电子运动中，平均自由程指电子两次散射间的平均距离，与平均自由时间（两次散射间的平均时间）及散射几率密切相关。

宇宙大爆炸后早期，光子频繁与带电粒子碰撞，平均自由程极短，导致宇宙不透明。约37万年后，中性原子形成，光子相互作用减少，平均自由程几乎变为无限，宇宙变得透明。这一过程称为光子退耦，自由程的变化直接影响了宇宙微波背景辐射的形成。

热学中，自由程用于解释气体内的输运现象（如热传导、扩散）。计算通过指定平面的分子平均自由程时，需考虑分子速度分布和碰撞概率。不同计算方法对自由程分布有差异，但均基于统计规律展开。

室内声场中，自由程指声波两次反射间经过的路程。该定义虽与分子或粒子运动不同，但同样描述了波在介质中传播的特性。