Den nedre gränsen för temperatur är absolut noll, vilket är -273,15 grader Celsius eller 0 Kelvin. Detta är den punkt där all termisk rörelse upphör och partiklar har lägsta möjliga energi. Absolut noll är ouppnåeligt i praktiken eftersom alla verkliga system kommer att ha viss termisk energi även vid mycket låga temperaturer. Temperaturer mycket nära absolut noll har dock uppnåtts i experiment, som i Bose-Einstein-kondensat och kvantdegenererade gaser.
Den övre gränsen för temperatur är Planck-temperaturen som är cirka 1,41679 x 10^32 Kelvin. Det är den temperatur vid vilken gravitationskraften mellan partiklarna blir så stark att den överväldigar alla andra krafter, vilket leder till en singularitet där fysikens lagar som vi känner dem bryts ner. Denna temperatur är förknippad med Big Bang, händelsen som tros ha skapat universum. Man tror att universum var vid eller nära Planck-temperaturen under sina tidigaste ögonblick, och det har svalnat sedan dess.
