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為了描述物體的冷熱程度，我們定義出了溫度的概念。在我們常用的攝氏溫標中，0攝氏度表示水的冰點，100攝氏度表示水的沸點。其他溫度以此為基礎，可以低於0度，也能高於100度。
那麼，溫度最低能到多少度？最高又能到多少度？
關於溫度的上下限問題，需要知道溫度的本質是什麼。一個物體之所以會有溫度，是因為物體具有內能，而內能則是來自於微觀粒子的熱運動。隨著組成物體粒子的熱運動變得越來越劇烈，物體的溫度也會變得越來越高。
最低溫度：絕對零度
顯然，當物體沒有內能時，即粒子的熱運動完全停歇時，溫度達到了最低，這個溫度被稱為絕對零度。那麼，絕對零度會有多冷呢？
蓋-呂薩克定律根據查理定律或者蓋-呂薩克定律，通過理想氣體的外推法，可以算出絕對零度為-273.15攝氏度（0開氏度）。也就是說，絕對零度其實是算出來的，並不是通過實驗把溫度降到絕對零度，然後再測出來的，因為現實中根本無法達到這個溫度。
為什麼絕對零度是不可達到的溫度下限？
一方面，量子力學表明，任何粒子的位置和速度（或者說動量）無法被同時精確測定，這就是不確定性原理。如果一個粒子的速度被精確測量出來，那麼，它的位置將會存在很大的不確定性，無法精確知道它會出現在哪裡，反之亦然。因此，粒子不可能完全靜止，否則會違背不確定性原理，這也導致溫度不可能下降到絕對零度。
另一方面，相對論表明，宇宙中不存在絕對靜止的參照系，這意味著宇宙中包括微觀粒子和宏觀天體在內的所有東西都在運動，靜止只是相對而言的。因此，粒子始終會有熱運動，導致溫度始終高於絕對零度。
最高溫度：普朗克溫度
如果粒子熱運動變得越來越劇烈，溫度隨之不斷升高。光速是粒子所能達到的最快速度，那麼，這是否意味著粒子的速度達到光速時，溫度也會達到最高呢？
根據狹義相對論，有靜質量的粒子不可能以光速運動，因為當它們的速度接近光速時，動能就會趨於無窮大，進一步變快是不可能的。既然粒子的動能可以無限升高，那麼，這是否意味著溫度也能無限升高？為什麼又說普朗克溫度是最高溫呢？
基於的粒子物理標準模型，一旦溫度升高到某個值之後，目前已知的四大基本自然力將會統一在一起，標準模型將會失效。此時，對應的溫度就是普朗克溫度，1.4×10^32度，即1.4億億億億度，這是宇宙大爆炸第一時刻所具有的溫度。
如果溫度高於普朗克溫度，物體的黑體輻射波長將會短於目前已知的最小長度——普朗克長度，這是我們現在無法理解的狀態。因此，溫度其實可以進一步升高，但我們需要量子引力理論來描述高於普朗克溫度和短於普朗克長度的狀態。但受限於目前的理論，普朗克溫度是已知有意義的最高溫度。
此外，還有負溫度的概念。但負溫度並不是低於絕對零度，而是高於正無窮溫度。負溫度涉及到熱力學和統計物理學，這裡不再展開。