溫度是用來衡量熱運動程度的物理指標。所謂熱運動，指大量物質粒子處於無規則運動狀態，觀測這種運動的經典實驗是布朗運動實驗。為了衡量這種狀態的程度，使用名為“溫度”的指標，由熱力學第零定律給出這個概念。建立這個概念的紐帶是熱平衡狀態，指若兩個系統的熱宏觀狀態相同（相當於同一個狀態）時，就說它們有相同的溫度（溫度計模型），所以溫度是描述一種狀態的，這種狀態是熱運動狀態（勢能描述系統的勢場狀態，以位置和空間為指標）。

當兩個系統接觸時，物質會透過碰撞或輻射傳遞能量給彼此，直至兩者的狀態相同為止。通常是運動較為激烈的系統（溫度高）的物質具有更多的動能，碰撞給物質動能較小的系統，使其溫度升高，自己的溫度則降低，這樣到達熱平衡時，我們就說兩者的溫度是相同的。溫度計就是透過這樣的理論建立，並製作溫標。

熱能在熱分子運動論中被視為物質（分子）的（熱運動）動能和系統分子勢能的總和，是若干機械能的總和，微觀上是機械能，宏觀上則稱之為熱能，這就是熱能和機械能可以轉換的原因。這裡熱功當量的測定起關鍵作用，正是這個事實推翻了早期科學界的熱質理論，再一次證明科學是在錯誤的基礎上構建起來的，後來說熱質理論是錯的，但卻以前的科學體系如此，不要說科學必定對，沒有錯就不會有對，正確的科學觀是明白現在的理論為什麼會如此，以及為什麼說以前是錯的，科學迷信者的錯誤在於認為當今科學界所說的一定是對，就如在以前認定熱質說是對的一樣，誰敢説那個時候熱質說不是科學理論？