Podobnie jak w przypadku sprężania izotermicznego – maleje objętość a rośnie ciśnienie, jednak w sprężaniu adiabatycznym trzeba dodatkowo uwzględnić wzrost ciśnienia gazu (spowodowany wzrostem temperatury).
Przebieg przemiany adiabatycznej określa się prawem Poissona:
gdzie: – ciśnienie, – objętość, – wykładnik adiabaty, równy stosunkowi ciepła właściwego przy stałym ciśnieniu do ciepła właściwego przy stałej objętości, gdzie i oznaczają ciepła molowe (w przypadku tego wzoru można zastąpić je ciepłami właściwymi). Parametr oznacza liczbę stopni swobody cząsteczek gazu. Przyjmuje wartości: 3 – dla gazów jednoatomowych, 5 – dla gazów dwuatomowych i 6 dla gazów wieloatomowych. Powietrze zawiera głównie gazy dwuatomowe, dlatego współczynnik = 5, a = 1,4.
Przemiana adiabatyczna przebiega zwykle od stanu początkowego (1) do końcowego (2). Równanie Poissona można dla takiego przypadku zapisać następująco:
Wstawiając równania Clapeyrona i odpowiednio przekształcając można uzyskać inne postacie równania Poissona, wiążące ze sobą temperaturę i objętość oraz temperaturę i ciśnienie czynnika:
Krzywe obrazujące procesy adiabatyczne zwane są adiabatami.