温度概念的形成，是热学发展中的第一个台阶，而温度的测定，长期以来也被认为是热学中的一个重要问题，因此也就成为人们关注的研究课题。到了19世纪，这一课题的研究进入了精巧细致地进行实验研究的阶段。
英国物理学家威廉·汤姆逊对当时的温标不满意，他想建立一个与物质的性质无关的绝对温标。他根据卡诺的理论，一切理想热机在同样的热源和冷源之间工作时，其效率都相等，与使用的工作物质无关。威廉·汤姆逊由此提出了一种热力学温标，从理论上解决了各种经验温标不相一致的问题。他在1848年发表的《建立在卡诺热机之动力论基础上和由雷诺的观察结果计算出来的一种绝对温标》的论文中写道：“按照卡诺所确立的动力和热之间的关系，在由热的作用得到的机械功的数量关系中，只包括热量和温度间隔的因素；又因为我们有独立地测量热量的确定的方法，所以就为我们提供了温度间隔的一个量度，根据它可以确定绝对的温度差。”“我所建议的温标特点，是任何一度都具有相同的值。这就是说，当一单位的热从温度为T的物体A传给温度为T-1的物体B，则不论T的数目是多少，都将给出同样的机械效果。这正好可以用‘绝对温标’这个名称，因为它的特点是和任何特殊物质的物理性质完全无关的。”为了纪念他的功绩，后人将这一温标称为“开氏温标”，也称“热力学温标”。
在1927年，第七届国际计量大会上，将开氏温标定为最基本的温标，并经1960年第十一届国际计量大会规定用单一固定点（水的三相点273.16K）来定义，其符号是T，单位为开尔文K。同时摄氏温度t定义为T-T0，T0=273.15K。由这一定义知，热力学温度相差一度，摄氏温度也相差一度。绝对温标的零度为绝对零度（0K），它是不可能达到的极限温度。
