Matematicamente, do enunciado da lei resulta que pV = k \(\rightarrow\) p \(\propto\) 1/V, a temperatura constante (k é uma constante; no caso de se tratar de um gás ideal, k = nRT). Assim, é possível estabelecer uma relação entre os valores da pressão e do volume iniciais e finais (p_i e V_i, p_f e V_f respectivamente) de um gás que sofre uma expansão ou contracção isotérmica (temperatura constante). Como o produto entre a pressão e o volume é constante, isto é, p_iV_i = k facilmente se depreende que:

\(p_i\,V_i=p_f\,V_f\)

A relação entre a pressão e o volume de um gás foi observada pela primeira vez por dois cientistas amadores, de seu nome Robert Towneley e Henry Power¹. Os contactos e a correspondência entre Towneley e Robert Boyle, um químico e físico nascido na Irlanda no século XVII, fizeram com que este último testasse e verificasse laboratorialmente as observações de Towneley e Power. Os ensaios laboratoriais foram feitos com ar. Em 1662 Boyle publicou o trabalho² hoje conhecido como Lei de Boyle, curiosamente designada no trabalho de Boyle como a “hipótese do Sr. Towneley”. Alguns anos mais tarde, Edme Mariotte, um padre e físico francês do século XVII alcançou, de forma independente (aparentemente), os mesmos resultados de Boyle, tendo publicado o seu trabalho em 1676³. Por isso, é frequente encontrar as designações lei de Boyle ou lei de Boyle-Mariotte.