分子の平均自由行程が流れの代表長さよりはるかに大きい流れ．管内の流れでは代表長さは管直径であるから，分子は管壁とのみ衝突し分子間衝突は起きない．この場合，通常の分子間衝突が支配的な放物線状の流速分布とならず，半径方向に変化のない平らな流速分布となる．クヌッセン数Kn（＝λ/L，λ：平均自由行程，L：代表長さ）が10以上の流れは，自由分子流とみなす．λは圧力に反比例するので，自由分子流は高真空下の流れといえる．真空蒸着や分子線エピタキシーでは，分子間衝突のないこのような流れを利用する．