Температура є кількісною мірою «нагретости» тіла. Поняття температури займає особливе місце в ряду фізичних величин, що визначають стан системи. Температура не тільки характеризує стан теплової рівноваги даного тіла. Вона є також тим параметром, який приймає однакове значення для будь-яких двох або більшого числа тіл, що знаходяться в тепловій рівновазі один з одним, тобто характеризує теплове рівновагу системи тіл. Це означає, що якщо два або кілька тіл, що мають різні температури, привести в контакт, то в результаті взаємодії між молекулами ці тіла візьмуть однакове значення температури.
Молекулярно-кінетична теорія дозволяє з'ясувати фізичний зміст температури. Порівнюючи вирази (2.4) і (2.7), бачимо, що вони збігаються, якщо покласти
Ці співвідношення називають другими основними рівняннями молекулярно-кінетичної теорії газів. Вони показують, що абсолютна температура є величина, яка визначає середню кінетичну енергію поступального руху молекул; вона є мірою енергії поступального руху молекул, а тим самим і інтенсивності теплового руху молекул. У цьому полягає молекулярно-кінетичний сенс абсолютної температури. Як бачимо, процес нагрівання тіла безпосередньо пов'язаний зі збільшенням середньої кінетичної енергії частинок тіла. З (2.9) видно, що абсолютна температура - величина позитивна: Значення називається абсолютним нулем температури. Згідно (2.8) при абсолютному нулі повинно повністю припинятися поступальний рух частинок (). Слід, однак, відзначити, що при низьких температурах газ переходить в конденсована стан. Отже, втрачають сенс і всі висновки, зроблені на основі кінетичної теорії газів. І при абсолютному нулі температури рух не зникає. Рух електронів в атомах, рух вільних електронів в металах повністю зберігаються і при температурі абсолютного нуля. Крім того, навіть при абсолютному нулі зберігається деякий коливальний рух атомів всередині молекул і атомів у вузлах кристалічної решітки. Існування цих коливань пов'язано з наявністю нульової енергії у квантового гармонічного осцилятора (), в якості якого можна розглядати зазначені вище коливання атомів. Ця енергія не залежить від температури, а значить, не звертається в нуль і при. При низьких температурах класичні уявлення про рух перестають виконуватися. У цій області діють квантові закони, відповідно до яких рух частинок не припиняється, навіть якщо знизити температуру тіла до абсолютного нуля. Але швидкість цього руху вже не залежить від температури і цей рух не є тепловим. Це підтверджується і принципом невизначеності. Якби частки тіла спочивали, то їх положення (координати x. Y. Z) і імпульси (проекції імпульсу px. Py. Pz) були б точно визначені і т.д. а це суперечить співвідношенням невизначеностей і т.д. Абсолютний нуль не можна досягти. Нижче буде показано, що абсолютний нуль температури означає такий стан системи, при якому система знаходиться в стані з найменшою енергією, і тому подальше зменшення інтенсивності руху її частинок за рахунок віддачі його енергії навколишніх тіл неможливо.
Формулу (2.7) можна записати у вигляді.
Ця формула може служити визначенням поняття абсолютної температури для одноатомного газу. Температуру будь-який інший системи можна визначити як величину, рівну температурі одноатомного газу, що знаходиться в тепловій рівновазі з цією системою. Визначення температури за допомогою цієї формули вірно аж до температур, при яких вже не можна знехтувати ймовірністю виникнення електронно-збуджених станів атомів газу.
Співвідношення (2.8) дозволяє ввести так звану середню квадратичну швидкість молекули. визначивши її як
Поняття абсолютної температури можна більш строго ввести в статистичній фізиці, де її можна розглядати як модуль статистичного розподілу часток по енергіях. Відзначимо також, що оскільки температура, так само як і тиск, як видно з формул (2.7) і (2.8), визначається середньої кінетичної енергією молекули ідеального газу, то тони є статистичні величини і, отже, немає сенсу говорити про температуру або тиск одного або невеликого числа молекул.