可能的最低温度称为绝对零。从理论上讲，亚原子粒子将失去所有能量，这就是为什么电子和质子会在所谓的“量子汤”中聚集在一起的原因。绝对零温度为-273.15°C或0°Kelvin。在此温度下，系统的内部能级是最低的，这就是为什么按照经典力学，粒子不会表现出任何类型的运动；因此，粒子的运动不会产生任何形式的运动。但是，根据量子力学，绝对零必须具有残余能量，称为零点能量。该温度是开尔文和兰金刻度的起点。
开尔文勋爵（Lord Kelvin）发现了绝对零，为了实现这一点，它是基于以下事实：气体冷却后，其体积与温度成比例地减小。换句话说，气体下降的每个温度度，也会使气体的体积减小一定的百分比，通过这种方式，他设法推断出在-273.15°C的温度下，体积将变为零，很可能不会达到尽管有这样的表述，但实际上在温度接近绝对零时会发生一些有趣的事情。
应该注意的是，不可能达到绝对零的温度。这是因为热力学第三定律对此设置了限制。尽管如此，实际上是从“外部世界”进入的热量阻止了在实验中达到较低的温度。目前，不断开发新技术和实验以达到绝对零值，但是，这种方法真正有趣的是，每次尝试都会导致科学的发展。
在太阳系中，科学家设法探测到处于永久阴影下的区域的温度低至-240°C，例如位于月球南极的陨石坑。就其本身而言，迄今为止，记录在整个宇宙中的最低温度位于离地球植物近5,000光年的回旋镖星云中，特别是在半人马座星座中。它们已经被迅速浇水并冷却至1开氏度。
