浮力と温度拡散率の比を表した無次元数です。
「レーレー数」と呼ばれることもあります。

重力加速度を g [m/s2]、体膨張係数を β [1/K]、代表長さを L [m]、代表温度差を ΔT [K]、動粘性係数を ν [m2/s]、温度拡散率を α [m2/s] とすると、レイリー数 Ra は以下の式によって求められます。
 

代表温度差には、固体の表面温度と主流温度の差などが用いられます。

自然対流における熱伝達現象を特徴づける指標で、臨界レイリー数以下では対流は生じず熱伝導によって熱が伝わります。
また、それ以上のレイリー数では対流によって熱が輸送され、垂直平板の場合、レイリー数が約 109 を超えると乱流への遷移が生じます。

レイリー数はグラスホフ数 Gr とプラントル数 Pr を用いて、以下のように表すこともできます。
 

なお、レイリー数という名前はイギリスの物理学者 ジョン・ウィリアム・ストラット（第3代 レイリー男爵）にちなんだものです。