溫度是用來表示物體的冷熱程度的物理量。從分子運動理論的角度來看，溫度是物體分子平均平移動能的標誌。溫度是大量分子熱運動的集體表現，具有統計學意義。對於單個分子來說，溫度是沒有意義的。
大氣中氣體的溫度就是氣溫，這是氣象學中的常用術語。它直接受到太陽輻射的影響:太陽輻射越多，溫度越高。
經典熱力學中沒有最高溫度的概念，只有理論最低溫度“絕對零度”。熱力學第三定律指出，“絕對零度”是無法通過有限的幾步達到的。在統計熱力學中，溫度被賦予了壹個新的物理概念——壹個用系統混沌(熵)的變化率來描述系統內能的強度性質的熱力學量，從而創建了“熱力學負溫度區”這壹新的理論領域。
通常我們生活的環境和研究的系統都是具有無限量子態的系統。在這類系統中，內能總是隨著混沌的增加而增加，所以不存在負的熱力學溫度。而少數有限量子態的系統，如激光產生的晶體，當系統內能不斷增加，直到系統的無序度不隨內能變化時，達到無窮大的溫度。此時，當系統的內能進壹步增加時，即達到所謂的“粒子數反轉”時，內能隨著無序度的降低而增加，所以此時的熱力學溫度為負！但是負溫度和正溫度沒有經典的代數關系，負溫度是比正溫度更高的溫度！量子統計力學引申的溫標概念是:無限量子態系統，正絕對零度<正溫度<正無限溫度；有限量子態系統，正絕對零度<正溫度<正無限溫度=負無限溫度<負溫度<負絕對零度。正負絕對零度分別是有限量子態系統熱力學溫度的下限和上限，有限步無法達到。
溫標-溫標
溫標是溫度的“尺度”，是按照壹定標準劃分的溫度標誌。就像用長度標尺測量物體的長度——“長標尺”，是人為的規定，或者是單位制。指定溫標比較復雜，不能像確定長刻度那樣隨便在溫度計上設置刻度區間。我們必須首先確定選擇哪種物質(汞、氫或電偶)。這些物質的冷熱狀態必須能夠清晰地反映客觀物體(被測物體)的溫度變化，並且這種變化是可重復的(這壹步稱為“測溫”)。其次，需要知道測溫物質的哪些物理量會隨著溫度的變化而產生壹些預期的變化(這壹步稱為確定“測溫特性”)。比如水銀溫度計，用水銀作為測溫物質，水銀的體積隨溫度線性變化，這就是水銀作為測溫物質的測溫特性。再次，應選取物理量的兩個確定的數值作為參考點(也稱參考點)，然後規定劃分溫度區間的方法。
最初由G.D.Fahrenheit制造的水銀溫度計是在北愛爾蘭最冷的冬天。水銀柱的最低高度定在零度，他妻子的體溫定在100度。然後把這個區間的長度分成100份，每份稱為1度。這是最初的華氏溫標。顯然，把溫度和人體體溫確定為測溫的標準點，並在此基礎上進行劃分是不合適的。壹個健康的人壹天中體溫波動頻繁，妻子感冒發燒怎麽辦？後來沃倫·海特改進了他創立的溫標，將冰、水、氯化銨、氯化鈉混合物的熔點設為零，表示為0°F，冰的熔點為32°F，水的沸點為212°F，在32 ~ 212的區間內分成180等份。這是許多國家仍在使用的華氏溫標。華氏溫標確定後，就會有華氏溫度(指標)。
後來A.Celsius也用水銀作為測溫物質，以冰的熔點為零(標為0℃)，水的沸點為100℃(標為100℃)。他判定水銀柱的長度隨溫度線性變化，在0到100度之間分成100等份，每份稱為1攝氏度。這條規定叫做攝氏溫標。
華氏溫度計和攝氏溫度計使用同壹種測溫物質(水銀)，利用相同的測溫特性(水銀柱加熱時膨脹，冷卻時收縮)。但由於標準點和刻度單位不同，有兩個不同的溫標，從而產生兩個不同的溫度值。
如果選擇的標準點相同，但使用不同的溫度計，溫標就不會完全壹致，因為隨著溫度的變化，它們的物理性質在不同的範圍內可能是不同的。
不管用什麽溫度計測量溫度，都只是反映了測溫質量的特性，還夾雜了溫度計結構的影響。比如水銀溫度計的玻璃球和毛細玻璃管，會因為是否含有鈉或鉀或兩者都含有而改變零位。因此，沒有溫度計可以測量物體的真實溫度。由於測溫材料和特性、參考點和分度方法的選擇不同，可以有多種溫標。
為了終結溫標上的混亂，熱力學第二定律的創始人、最受尊敬的物理學家開爾文創造了不依賴於任何測溫物質的絕對真實的絕對溫標(當然也不依賴於任何測溫物質的任何物理性質)，也叫開爾文溫標或熱力學溫標。
開爾文溫標是根據卡諾循環確定的，利用卡諾循環的熱量作為測量溫度的工具，即熱量起到測量溫度和質量的作用。正因為如此，我們也稱開爾文溫標為熱力學溫標。卡諾循環描述了理想熱機的基本模式，具有重要的理論意義。卡諾循環就像霧中的燈塔，給出了熱機效率的上限。