物質を構成する粒子はつねに不規則な運動をしており，これを熱運動という。熱運動が激しいときほど温度は高い。逆に，低温では熱運動は激しくなくなる。したがって，熱運動の全くない状態が低温の限界になる。この理論上の限界の温度が$-273^{\circ}\mathrm{C}$である。
ケルビン（イギリス，1824～1907）は，$-273^{\circ}\mathrm{C}$を絶対零度とし，セルシウス温度と同じ目盛りの間隔をもつ絶対温度を導入した（1848年）。絶対温度$T[\mathrm{K}]$とセルシウス温度$t[^{\circ}\mathrm{C}]$との間には，$T=t+273$という関係が成り立つ。
化学では，温度を絶対温度で表すことが多い。たとえば，理想気体の状態方程式$PV=nRT$で，温度$T$は絶対温度である。したがって，絶対零度では，$PV=0$になる。これは，理想気体では粒子（気体分子）そのものの体積を$0$と考えているため，熱運動が全くなければ気体の体積も$0$になってしまうことを意味する。