Absolutna temperatura je temperatura, izmerjena z uporabo lestvice, ki se začne pri nič, pri čemer je ta nič najhladnejša teoretično dosegljiva temperatura v naravi. Obstajata dve skupni absolutni temperaturni lestvici, ki izhajata iz Fahrenheitove lestvice in Celzijeve ali stopinjske lestvice. Prva je Rankinova lestvica, druga pa Kelvinova lestvica. Čeprav se še vedno uporabljata za običajne namene, sta tako Celzijeva kot Fahrenheitova lestvica z njihovo spodnjo vrednostjo pod ničlo manj zaželeni za računalniške znanstvene namene. Nič stopinj Rankine je enak nič stopinjam Celzija.
Preprosto povedano, temperatura je pokazatelj, kako vroč ali hladen je predmet glede na druge predmete. Ker se temperature razlikujejo glede na letni čas in razmere, je bila razvita lestvica z vmesnimi stopnjami, ki omogočajo primerjave. Dve fiksni točki sta potrebni za ustvarjanje uporabne lestvice – globalnega, nespremenljivega standarda. Logična izbira, na kateri temeljijo standardne temperaturne lestvice, je bila voda, saj je bogata, dostopna, spreminja stanje pri določenih temperaturah in jo je mogoče zlahka očistiti. Kot je navedeno zgoraj, pa je temperatura povezana s toploto, toplota pa se na bolj osnovni ravni nanaša na atomsko in molekularno gibanje.
Energijo lahko atomi in molekule absorbirajo na različne načine, na primer z vzbujanjem elektrona, prenosom elektrona iz nižjega v višje orbitalno stanje. Na splošno pa se energija absorbira in poveča gibanje celotnega atoma ali molekule. Ta energija – energija, ki vodi do “kineze” ali gibanja – je kinetična energija. Obstaja enačba, ki povezuje kinetično energijo s toploto: E = 3/2 kT, kjer je E povprečna kinetična energija sistema, k je Boltzmannova konstanta in T je absolutna temperatura v stopinjah Kelvina. Upoštevajte, da v tem izračunu, če je absolutna temperatura nič, enačba kaže, da kinetične energije ali gibanja sploh ni.
Neka vrsta energije dejansko še vedno obstaja pri absolutni temperaturi nič stopinj, čeprav to ni tisto, kar kaže enačba klasične fizike zgoraj. Preostalo gibanje napoveduje kvantna mehanika in je povezano s posebno vrsto energije, imenovano »vibracijska energija ničelne točke«. Kvantitativno lahko to energijo izračunamo matematično iz enačbe za kvantni harmonski oscilator in s poznavanjem Heisenbergovega načela negotovosti. To načelo fizike narekuje, da ni mogoče poznati tako položaja kot zagona zelo drobnih delcev, zato, če je lokacija znana, mora delec ohraniti majhno vibracijsko komponento.