In de diepst denkbare koude (het nulpunt van de absolute temperatuurschaal) liggen alle atomen en moleculen vrijwel stil, afgezien van de nulpuntsbeweging. Wordt het warmer, dan gaan de atomen en moleculen harder trillen. In gassen en vloeistoffen gaan ze tegen elkaar botsen. Veel stoffen maken bij stijgende temperaturen fase-overgangen door: van vast naar vloeistof, van vloeistof naar gas (bijvoorbeeld IJs -> water-> waterdamp). Andere stoffen vallen bij hogere temperaturen uit elkaar door thermische ontleding: de bewegingen worden zo hevig dat chemische bindingen tussen de atomen in een molecuul erdoor kapot gaan.

Om temperatuur aan te geven zijn een aantal verschillen schalen in gebruik, in Europa vooral die van Celsius; in engelstalige landen die van Fahrenheit; en in de wetenschap de absolute temperatuurschaal die naar Lord Kelvin is genoemd. De Kelvin is de voorgeschreven SI eenheid.

Het nulpunt van de Celsiusschaal komt overeen met het smeltpunt van water; en 100 graden Celsius is het kookpunt van water op zeeniveau. Dit maakt het in de praktijk gemakkelijk deze twee ijkpunten van de schaal met enige nauwkeurigheid te reproduceren in ieder laboratorium.

De Fahrenheitschaal is met een betrekkelijk eenvoudige formule om te rekenen naar Celsius en omgekeerd:

• X^oC = (9X/5 + 32)^oF
• X^oF = 5*(X-32)/9 ^oC

In tegenstelling tot de oudere Fahrenheit en Celsius schalen wordt de Kelvin schaal niet als graden uitgedrukt, dwz 25^oC = 298,14K en niet 298,14^oK. De reden daarvoor is dat door het absolute nulpunt als aftelpunt te kiezen de thermische energie in een systeem evenredig is met de temperatuur. Bij een verdubbeling van de thermische energie verdubbelt de temperatuur (mits uitgedrukt in Kelvin). Daarmee is de Kelvin een 'echte' natuurkundige eenheid waarmee vermenigvuldigingen of delingen uitgevoerd kunnen worden.