粒子數是用來表示熱力學系統中組成粒子的數量的一箇基本參數，通常用字母N表示。
粒子數是一箇無因次的物理量，它與系統的化學勢共軛。在熱力學中，粒子數的重要性與系統的大小成正比，因此它主要在封閉系統中使用纔有意義。一箇“組成粒子”是指在一定條件下（如能量尺度kT內），不能進一步破碎的最小物質單位，其中k是波茲曼常數，T是溫度。例如，在一箇包含水蒸氣和活塞的熱力學系統中，組成粒子指的是系統內水分子的數量。粒子數因此與溫度相關聯。
此外，粒子數不僅可以指原子或分子的數量，也可以指其他微觀粒子的數量，如中子、質子、電子等。例如，1摩爾的氧氣(O2)中，氧分子的粒子數爲1摩爾，而氧原子的粒子數爲2摩爾。