绝对零度

负温度

在常用的摄式或华式温标下，以负数形式表示的温度只是单纯的比此两种表示方式下的零数值温度更低的温度。然而某些热力学系统是可以达到真正意义上的负温度的，换句话说，这些系统在热力学定义下的温度（以热力学温标K表示）可以是一个负的值。一个具有负温度的系统并不是说它比绝对零度更冷。恰恰相反，从感官上来讲，具有负温度的系统比任意一个具有正温度的系统都更热一些。当分别具有正负温度的两个系统接触时，热量会由负温度系统流向正温度系统。
大多数常见的系统都无法达到负温度，因为增加能量也会使得它们的熵增加的。但是，某些系统能够持有的能量是有上限的，当能量达到这个上限时，它们的熵实际上会减少。因为温度是由能量和熵之间的关系来定义的，所以即使能量在不停的增加，这个系统的温度仍会变成负值。所以，当能量增加时，对于处于负温度的系统，描述其状态的玻尔兹曼因子会增大而不是减小。因此，没有一个完备的系统——包括电磁系统——能够达到负温度，这是因为能量状态不会达到最大，所以不会有负温度出现。但是，对于准均衡系统（如因自旋而导致不均衡的电磁场）这一理论并不适用，所以准均衡系统是可能达到负温度的。
2013年1月3日，有物理学家声称首次制造出了高等自由态的负温度系统，该系统是由钾原子组成的量子气体。