如果是在完全真空的狀態下，溫度的概念是不存在的。溫度反映的是粒子熱運動的劇烈程度，沒有任何東西的真空並沒有溫度的概念。

在宇宙中的各個地方，均勻地分佈著宇宙中最為古老的光子，它們已經在太空中傳播了大約138億年的時間。在宇宙形成38萬年後，光子開始與其他帶電粒子脫耦，它們第一次可以自由地在空間中傳播，那時的宇宙平均溫度約為3000開氏度（開氏度=攝氏度+273.15）。經過大約12萬年的時間，光子完全脫耦。

隨著時間的推移，這些光子均勻地擴散到整個宇宙空間中。不過，宇宙空間在過去138億年裡一直在膨脹，甚至在大約40億年前還開始加速膨脹，所以宇宙最早的光子會不斷紅移，波長變得越來越長。到了如今，這些光子已經成為了肉眼不可見的微波，只有透過射電望遠鏡才能探測到它們。

在現代宇宙學中，宇宙最早光子被稱為宇宙微波背景輻射，這是宇宙大爆炸理論最有力的證據之一。迄今為止，與宇宙微波背景輻射有關的研究已經誕生了兩個諾布林物理學獎。

上圖是美國宇航局（NASA）的威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）經過9年的時間所繪製出的宇宙微波背景輻射全天圖，圖中顯示宇宙的平均溫度非常均勻。只有區域性出現輕微的溫度漲落，這代表的是未來會演化成星系的宇宙結構。

根據目前最精確的測量結果，宇宙微波背景輻射頻譜與2.725開氏度的黑體輻射頻譜剛好吻合，這意味著宇宙的平均溫度為2.725開氏度，即零下‭270.425‬攝氏度，這就是太空的平均溫度。

所謂真空，就是除去我們已經熟知的物體如電子、質子、原子和分子等不同層次的物質後的空間。

太空主要是指星辰之間的空間。由於在太空中，前面提到的各種層次的物質非常少，可以忽略不計。因此，太空可以被視為真空。

溫度是一個宏觀概念，與粒子運動的平均速度有關。由於能量是關於粒子運動能力的度量，所以藉助於溫度及熱力學公式可以計算出粒子的平均能量。

因此，如果我們問真空的溫度是多少？實際上是關心真空中是否存在未知的粒子以及該粒子平均能量的大小。

1965年美國天文學家發現，存在著不可去除的微波背景輻射☢️，該輻射的等效溫度約為2.7絕對溫度。

此後，經過更為廣泛和細緻的觀測，科學家‍們發現，真空中不僅存在溫度，而且在十萬光年的範圍內，該溫度是不變的。

於是，人們會很自然地發問，在真空中產生溫度的是何種粒子？

目前，獲得公認的觀點是，認為這一溫度是宇宙大爆炸的餘輝，即產生背景溫度的粒子是光子。

在通常的情況下，人們認為光子並不是普通意義上的粒子，認為光子沒有靜質量和體積。

然而，由於普朗克已經證明能量是不連續的，存在著不可再分的最小粒子即量子。普朗克常數h是量子的角動量，其中含有質量和半徑。

因此，量子以及量子的激發態光子，與其他粒子一樣，也是擁有質量和體積的。只是作為更基本層次的粒子，其質量和體積都是非常小的，很容易被人們忽視。

綜上所述，太空可以被視為真空，真空是由基態量子構成，基態量子的無規運動使真空具有溫度。

在宇宙的範圍內，真空中的溫度不僅普遍存在，而且具有相同的數值。該溫度為絕對溫度2.7k，相當於零下270.45攝氏溫度。