Австрийский физик-теоретик. Один из основоположников классической статистической физики. Основные работы в области кинетической теории газов, термодинамики и теории излучения. Вывел в 1866 закон распределения газовых молекул по скоростям (статистика Больцмана). Формула равновесного больцмановского распределения легла в основу классической статистической физики. В 1871 высказал эргодическую гипотезу. Применяя статистические методы к кинетической теории идеальных газов, вывел (1872) основное кинетическое уравнение газов, являющееся основой физической кинетики. Связал энтропию физической системы с вероятностью ее состояния (1872) и доказал статистический характер второго начала термодинамики, дав ему свою формулировку, чем был нанесен удар идеалистической гипотезе тепловой смерти Вселенной. Впервые применил к излучению принцип термодинамики. Используя гипотезу Дж. Максвелла о световом давлении, в 1884 теоретически открыл закон теплового излучения, по которому излучаемая энергия абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры тела. Этот закон был экспериментально установлен в 1879 Й. Стефаном (закон Стефана–Больцмана).