In mathematical physics, especially as introduced into statistical mechanics and thermodynamics by J. Willard Gibbs in 1878, an ensemble (also statistical ensemble or thermodynamic ensemble) is an idealization consisting of a large number of mental copies (sometimes infinitely many) of a system, considered all at once, each of which represents a possible state that the real system might be in. This article treats the notion of ensembles in a mathematically rigorous fashion, although relevant physical aspects will be mentioned.

Ein Ensemble oder Gesamtheit bezeichnet in der statistischen Physik eine Menge gleichartig präparierter Systeme von Teilchen. Dieser für die Theorie außerordentlich wichtige Begriff hat keinen realen Bezug, da man es immer mit einer Teilmenge aus dem Ensemble, meist sogar nur mit einem einzigen System zu tun hat. Trotzdem stimmen statistische Vorhersagen, die aus der Ensembleannahme gewonnen werden, z. B. Ensemblemittelwerte, aufgrund der Ergodenhypothese mit zeitlichen Mittelwerten einzelner Systeme überein.

Статистическим ансамблем физической системы называется набор всевозможных состояний данной системы, отвечающих определённым критериям. Примерами статистического ансамбля являются:

• Микроканонический ансамбль, описывающий состояния системы с заданными (постоянными) энергией, импульсом и моментом импульса системы.
• Канонический ансамбль, описывающий состояния системы с постоянным числом частиц.
• Большой канонический ансамбль, описывающий состояния системы с переменным числом частиц (и с заданным химическим потенциалом).

Tilastollinen ensemble on fysiikassa hyvin suuri joukko samankaltaisia systeemeitä, joita tarkastellaan samanaikaisesti. Käsite on tärkeä statistisessa fysiikassa, termodynamiikassa ja kvanttifysiikassa.