La meccanica statistica e' per definizione una teoria probabilistica
ma i metodi e i modi di pensare della probabilita' sono stati
adottati relativamente tardi. L'impulso e' venuto prevalentemente dalla scuola russa. I maggiori successi si sono avuti nella meccanica statistica dell'equilibrio con la teoria delle misure di Gibbs che ha permesso una comprensione profonda delle
transizioni di fase al di sotto del punto critico. Tuttora aperto e' il problema di una descrizione rigorosa del punto critico. I metodi euristici dei fisici legati al gruppo di rinormalizzazione hanno messo in rilievo il ruolo dei teoremi limite per variabili fortemente dipendenti e dei campi stocastici invarianti di scala la cui teoria sistematica e' in una fase ancora preliminare. Nella meccanica statistica fuori dall'equilibrio in grande sviluppo e' l'interpretazione delle equazioni dinamiche macroscopiche come leggi dei grandi numeri e lo studio delle relative fluttuazioni.