Nhiệt độ của không khí chung quanh chúng ta giữ một vai trò quan trọng trong cuộc sống con người. Nó giúp chúng ta biết cách ăn mặc cho thích hợp, hoạch định công việc bên ngoài sao cho hữu hiệu. Nhiệt độ còn giúp định được ngày trồng tỉa hoa mầu cho nhà nông cũng như cách đối phó với sâu rầy hoặc bệnh tật của cây trồng, và còn giúp xác định những ngày mưa gió, bão, tuyết có thể xảy ra để mọi người đề phòng.
Nhiệt độ là số đo cho biết năng lượng bên trong của một vật hoặc một chất hơi. Thí dụ: Một chất hơi có các phân tử chuyển động nhanh, làm cho ta cảm thấy “nóng” vì khi chất hơi đó chạm phải vật gì lạnh hơn, thì một số năng lượng trong chất hơi được truyền qua vật lạnh hơn đó và vật lạnh này đáp ứng lại bằng cách nóng lên. Bạn cảm nhận được sự truyền năng lượng này và gọi nó là hơi nóng (heat). Khi bạn rờ vào một vật gì có nhiệt độ thấp hơn tay bạn, bạn cảm thấy nó lạnh vì năng lượng rời tay bạn và truyền qua vật lạnh đó. Nếu có hai vật với nhiệt độ khác nhau, năng lượng luôn luôn truyền từ vật nóng sang vật lạnh.
Trong khí quyển, nhiệt độ liên quan đến thể tích, áp suất và tỷ trọng. Nhiệt độ tỷ lệ nghịch với tỷ trọng nhưng tỷ lệ thuận với áp suất và thể tích. Thí dụ: khi nhiệt độ tăng thì tỷ trọng giảm, nhưng thể tích và áp suất của không khí tăng lên. Vì thế không khí ấm và khô sẽ bốc lên cao khi chung quanh nó là khí lạnh, bởi vì nó ít đậm đặc hơn không khí chung quanh nó.
Hiện nay có nhiều thang khác nhau để đo nhiệt đo, nhưng thông dụng nhất là 3 thang sau đây:
1. Fahrenheit (viết tắt là F), thang thông dụng nhất tại Mỹ, được phát triển vào đầu những năm 1700, và là thang cổ nhất. Trong thang này, 32°F là điểm nước đông lạnh và 212°F là điểm nước sôi, giữa hai điểm này có 180 độ. Nhiệt độ thấp nhất mà G. Daniel Fahrenheit có thể đo được khi dùng một hỗn hợp muối, nước đá cục và nước, được xác định là độ zero F trong thang nhiệt độ của ông.
2. Kelvin: Thang cổ xưa đứng hàng thứ nhì là thang Kelvin (viết tắt là K), được Lord Kelvin phát triển giữa những năm 1800. Thang này bắt đầu bằng số zero tuyệt đối và không có số âm. Zero tuyệt đối là khi tất cả các phân tử ngưng chuyển động. Tình trạng này không hề có trong vũ trụ. Ngay cả không gian cũng có nhiệt độ 3 K.
3. Thang Celsius (còn gọi là bách phân, viết tắt là C) được phát triển sau thang Kelvin. Trong thang này, 100°C là điểm nước sôi, 0°C là điểm nước đông lạnh. Một độ C tương đương với một độ K, chỉ khác là zero có những giá trị khác nhau. Trong thang Celsius, sự thay đổi 1 độ thì tương đương với 1 Kelvin và 1.8 độ Fahrenheit. Chẳng hạn, nếu nhiệt độ bên ngoài trời lúc này 80°F, thì là 27°C và 300 K.
Ghi chú: Người ta không dùng chữ “độ K” (hoặc “°K”) khi ghi kèm số, chỉ ký hiệu K thôi, ví dụ 45K, 300K, chứ không ghi 45 độ K (hoặc 45°K), và đọc là 45 Kelvin, 300 Kelvin, không đọc “45 độ Kelvin”…).
