Absoliuti temperatūra yra temperatūra, matuojama naudojant skalę, prasidedančią nuo nulio, o ši nulis yra teoriškai šalčiausia temperatūra gamtoje. Yra dvi bendros absoliučios temperatūros skalės, gautos iš Farenheito skalės ir Celsijaus arba Celsijaus skalės. Pirmoji yra Rankine skalė, o antroji yra Kelvino skalė. Nors Celsijaus ir Farenheito skalės vis dar naudojamos įprastais tikslais, jų žemesnė vertė yra mažesnė nei nulis, jos yra mažiau pageidaujamos skaičiavimo moksliniais tikslais. Nulis laipsnių Rankine yra identiškas nuliui laipsnių Celsijaus.
Paprasčiau tariant, temperatūra yra rodiklis, nurodantis, kiek objektas yra karštas arba šaltas, palyginti su kitais objektais. Kadangi temperatūra skiriasi priklausomai nuo sezono ir situacijos, buvo sukurta skalė su tarpinėmis gradacijomis, kad būtų galima palyginti. Norint sukurti naudingą skalę – visuotinį, nekintamą standartą, reikia dviejų fiksuotų taškų. Logiškas pasirinkimas, kuriuo remiantis buvo pagrįstos standartinės temperatūros skalės, buvo vanduo, nes jo gausu, jis yra prieinamas, keičia būseną esant tam tikroms temperatūroms ir gali būti lengvai išvalomas. Tačiau, kaip minėta aukščiau, temperatūra yra susijusi su šiluma, o šiluma yra labiau susijusi su atominiu ir molekuliniu judėjimu.
Energiją atomai ir molekulės gali sugerti įvairiais būdais, pavyzdžiui, elektronų sužadinimo būdu, elektrono perkėlimu iš žemesnės į aukštesnę orbitos būseną. Tačiau apskritai energija yra absorbuojama ir padidina viso atomo ar molekulės judėjimą. Ta energija – energija, vedanti į „kinezę“ arba judėjimą – yra kinetinė energija. Yra lygtis, kuri susieja kinetinę energiją su šiluma: E = 3/2 kT, kur E yra vidutinė sistemos kinetinė energija, k yra Boltzmanno konstanta, o T yra absoliuti temperatūra Kelvino laipsniais. Atkreipkite dėmesį, kad atliekant šį skaičiavimą, jei absoliuti temperatūra yra lygi nuliui, lygtis rodo, kad kinetinės energijos ar judėjimo nėra.
Tam tikros rūšies energija iš tikrųjų vis dar egzistuoja esant nuliui laipsnių absoliučiai temperatūrai, nors tai nerodo aukščiau pateikta klasikinė fizikos lygtis. Likęs judėjimas yra nuspėjamas kvantinės mechanikos ir yra susijęs su tam tikra energijos rūšimi, vadinama „nulinio taško vibracine energija“. Kiekybiškai šią energiją galima apskaičiuoti matematiškai pagal kvantinio harmoninio osciliatoriaus lygtį ir žinant Heisenbergo neapibrėžtumo principą. Šis fizikos principas diktuoja, kad neįmanoma žinoti labai mažų dalelių padėties ir judesio, todėl jei vieta yra žinoma, dalelė turi išlaikyti nedidelį vibracinį komponentą.