溫度到底是什麼？現代物理學家認為「溫度是物質熱運動的物理量」，即溫度依賴於物質的存在，沒有物質就沒有溫度。在科學上，溫度實際上是一種物質中有多少能量的量度。
自然界的低溫極限
經過多年的研究，科學家們得出了一個明確的結論，那就是地球上存在著自然界中最低的溫度之一，即絕對零度。物體不可能低於這個極限，因為在這個溫度下，一種物質的所有分子停止運動，「粘」在一起。絕對零度在國際單位制中被記為「OK」，也稱為熱力學零點。「K」是溫度的單位，以英國物理學家拉格斯·開爾文勳爵的名字命名。OK等於-273.15℃。
人們是如何發現這個絕對零度的？16世紀末，法國物理學家阿蒙頓發現，在水的沸點以下，溫度與氣體的壓力成正比。他認為壓強的下降是有極限的，因此溫度的下降也是有極限的，然後他計算出溫度下降的極限是-246℃。
科學家們還發現，氣體的體積與壓力和溫度有關：當壓力增大或溫度降低時，氣體體積就縮小。1787年，法國物理學家查爾斯把它寫成了一條定律：對於一定質量的氣體，壓強是恆定的，溫度每下降1℃，氣體的體積就縮小到0℃時體積的1/273。其最低溫度為-273.15℃。
根據這句話，當溫度降到-273.15℃時，氣體的體積不是為零嗎？它似乎是不可能的。幾十年後，科學家改變了這一觀點，他們認為氣體的溫度是分子運動的結果。物體有溫度，因為分子、原子在運動，運動越快，溫度越高；相反，分子和原子的運動越弱，溫度越低，溫度越低，它就越不動。最後，當溫度達到-273.15℃時，分子將完全停止移動。所以這個溫度是自然界的最低溫度。
實驗室製造出的最低溫度
雖然無法比絕對零度更寒冷，不過世界各地的科學家依然你追我趕，看誰能製造出更接近絕對零度的溫度環境。
若干年前，由德、美、奧地利等國科學家組成的一個科學小組改寫了人類所達到的最低溫度記錄：他們在實驗室中達到了僅比絕對零度高0.5納開爾文(1納開爾文等於10億分之1開爾文)的溫度，而此前的記錄是比絕對零度高3納開爾文。這是人類歷史上首次達到絕對零度以上1納開爾文以內的極端低溫！
這麼低的溫度是怎麼達到的？冷卻是從一個物體中獲取能量並將其釋放到其他地方的過程。如果你能不斷地從一個物體中獲取能量並將其排出，那麼這個物體就會變得越來越冷。要達到超低溫，首先要用雷射冷卻物體。
用特定的雷射照射被冷卻的原子，射入的雷射先被吸收，然後會在不同的方向重新射出。掌握好這項技術，就能做到散射的能量較吸收能量稍高。由於總能量守恆，能量的差額取自原子的運動，原子因而被減速，換句話說，原子的溫度降低了。
超低溫現象
當環境溫度接近絕對零度時，許多物質會出現與正常物質完全不同的奇怪現象，這就是超低溫現象。
當溫度超過攝氏零下190度時，空氣變成淡藍色的液體。當花朵浸泡在液體空氣中時，它們就會變得像玻璃一樣易碎，當它們搖擺時就會丁當作響。雞蛋、石蠟等在液體空氣中發光。
金屬在超低溫下也會變得面目全非：水銀(汞)在常溫下是銀色的液體，但是一旦把它放進超低溫下，立即就會凍成「大頭針」：鉛在常溫下是軟綿綿的，超低溫下卻變得富有彈性；鉛製作的鈴鐺在常溫下搖起來像悶葫蘆，用液態空氣浸泡過後，搖起來卻發出銀鈴般的清脆響聲；錫和鉛恰恰相反，好端端的錫壺在超低溫下會變成煤灰似的一團粉末。例外的是銅，它在常溫和超低溫下均能保持很好的韌性和強度，所以許多超低溫設備常用銅製作。
自1911年以來，科學家發現許多金屬在超低溫下會呈現「超導現象」，即金屬失去電阻！目前世界上的電能大約有四分之一損耗在輸電電路上，一旦製作成沒有電阻的導線並成功大範圍投入使用，那就意味著全世界發電量增加了四分之一！
超低溫下還存在超流現象。超流體是超低溫下具有奇特性質的理想流體，即流體內部完全沒有粘滯。超流體所需溫度比超導還低。氦有兩種同位素，即由2個質子和2個中子組成的氦－4和由2個質子和1個中子組成的氦－3。液態氦－4在冷卻到2K以下時，開始出現超流體特徵。
超低溫現象還有許多廣泛的運用與誘人的發展前景，相信不久的將來科學家會利用超低溫現象為人類造福。
最高溫度極限是多少？
那麼溫度既然存在最低溫極限，是否也存在「最高溫度極限」呢？現代物理學還無法回答這個問題。但是，也有科學家提出自己的觀點，如中國著名物理學家葉建敏提出的「粒子壽命公式」。他認為存在「絕對至高溫度」，這個溫度就是所有「粒子頃刻衰變的臨界溫度」中的一個最高的溫度，這也是「宇宙大爆炸」發生時的溫度上限。
根據「大爆炸」理論，宇宙大爆炸那一刻，溫度達到無窮大；宇宙大爆炸後10-43秒，溫度達到1032K，約為1億億億億攝氏度；宇宙大爆炸後10-35秒，宇宙溫度繼續下降，當時的溫度達到1028K，約為10000億億億攝氏度；宇宙大爆炸後10-32秒，溫度約為1億億億攝氏度；宇宙大爆炸10-12秒後，溫度達到1億億攝氏度；宇宙大爆炸後10-6秒，溫度達到10000億攝氏度；宇宙大爆炸後10-4秒，溫度達到1000億攝氏度，這也是超新星爆發時其星核的溫度；宇宙大爆炸後1秒，溫度降低到約為100億攝氏度；在大爆炸後的大約3秒，溫度降到了10億攝氏度，這也是最熱的恆星內部的溫度。現在人類在實驗室內創造的最高溫度是35億攝氏度。
人體耐寒與耐熱的極限
人類在0℃條件下可耐受15分鐘，在5℃條件下可耐受1小時，在10℃條件下可耐受3小時，在25℃條件下可耐受晝夜。在耐熱性方面，已經有實驗表明，健康的人可以在50°c的溫度下保持2小時，在70°c的溫度下保持15分鐘，在100°c的溫度下保持30秒鐘，在相當乾燥的空氣中。但是如果在45℃的潮溼空氣中呆一個小時，很可能會中暑昏迷。因此，可以確定人體的高溫耐受極限是受溼度影響的。當溫度和溼度達到一定限度時，人體的熱量就不消散，體溫就會上升，超出人體的承受極限，就會造成死亡。