Fluktuationer, (af lat. fluctuatio 'bølgen, urolig bevægelse', af fluctuare 'bølge'), tilfældige variationer; vigtigt begreb i statistisk fysik. For en gas i en cylindrisk beholder indeholdende det samlede antal molekyler 2N, forventes ca. N gasmolekyler at befinde sig i højre halvdel af cylinderen. Molekylernes tilfældige bevægelser gør imidlertid, at der til tider vil være lidt flere end N, til andre tider lidt færre; dvs. at antallet fluktuerer. Himlens blå farve skyldes fluktuationer af lufttætheden i mikroskopisk små områder i atmosfæren.