你的皮膚是很差的溫度計
寒冷的早晨，戶外的金屬欄杆和木頭長椅溫度完全相同，但金屬摸起來卻冷得多。你的皮膚並不直接感覺溫度——它感覺的是熱離開它的速度有多快。金屬把熱迅速從你的手指帶走，木頭則很慢，所以金屬摸起來比較冷，即使它其實並沒有比較冷。在做任何熱的物理之前，我們需要一個不依賴於是哪根手指、哪一天來判斷的冷熱量度。
溫度與熱平衡
把一個熱物體和一個冷物體接觸放著。能量從較熱的一方流向較冷的一方，過一陣子後不再有任何變化：它們達到了相同的溫度。這個最終不再改變的狀態就是熱平衡。溫度就是那個決定熱要往哪個方向流的單一數字——永遠從高溫流向低溫，絕不會自發地反向。
注意這裡的微妙之處：只有在存在溫度差時熱才會流動。在平衡時，兩個物體仍充滿抖動的分子、仍在來回交換能量——但兩個方向的流動相等，因此沒有淨傳遞。平衡是一種忙碌中的靜止，而非死寂的靜止。
第零定律——溫度計究竟為何有效
有一個基本到物理學家差點忘了明講、後來才補上並命名的事實，就是熱力學第零定律：若物體 A 與 C 達成熱平衡，而 B 也與 C 達成熱平衡，則 A 與 B 彼此也處於熱平衡。用白話說，「與……同溫」的關係就像普通的相等一樣——可以傳遞下去。
溫標與絕對零度
攝氏溫標把攝氏 0 度定在水的凝固點、攝氏 100 度定在海平面的沸點，再把中間分成一百等分。用來看天氣很方便，但它的起點是任意選的。物理學偏好克耳文溫標，其零點落在可能存在的最低溫度。一克耳文的間隔大小恰好等於一攝氏度，因此換算只是平移。
由攝氏換算克耳文：加 273.15。故攝氏 0 度 = 273.15 K、攝氏 100 度 = 373.15 K。
克耳文溫標的零點，0 K = 攝氏負 273.15 度，就是絕對零度：分子運動小到不能再小的溫度。你無法降到它以下，也不存在負的克耳文。（誠實提醒：在絕對零度分子運動並非完全停止——仍殘留一份量子的「零點」抖動——但那是後續量子課程的故事了。）
溫度底層量的是什麼
放大來看，物質是一群抖動的分子。結果溫度正是那種隨機分子運動的平均動能的量度。越熱，代表分子平均而言動得越快。對理想氣體而言，這個關聯是精確而優雅簡單的。
對理想氣體，每個分子的平均平移動能與絕對溫度成正比；k_B 為波茲曼常數。我們會在氣體動理論那條學習線完整推導。