4和formula_5分别为第formula_6 种离子的体相浓度和电荷，formula_7, 其中formula_8是玻尔兹曼常数。该方程的雏形最早出现于双电层理论的Gouy-Chapman模型中，在这个模型中离子在电极表面附近的分布被认为是遵从玻尔兹曼分布。如今该方程被广泛运用于各种电解质溶液体系性质的计算和分子模拟中，特别是生物体系中各种大分子（例如核酸和蛋白质）在溶液中电荷分布和溶解自由能的计算。
原理.泊松-玻尔兹曼方程实际上是通过对体系的平均力势能(, PMF)作平均